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Druckvergaser für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen
Druckvergaser für Brennkraftmaschinen mit einer durch zwei Biegehäute gesteuerten
Reguliervorrichtung zum Dosieren. des unmittelbar in die Aufbausaugleitung eingespritzten
Brennstoffs.
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Druckvergaser mit direkter Einspritzung des Brennstoffes durch eine
Brennstoffpumpe sind bereits bekannt. Bei den bekannten Vorrichtungen erfolgt die
Einspritzung des Brennstoffes z. B. in der Weise, daß die durch eine Düse eines
Vergasers gelieferte Brennstoffmenge unter bestimmten Betriebsbedingungen, z. B.
bei schwankendem äußerem Luftdruck, geregelt wird. Diese Regelung erfolgt dadurch,
daß der Druck in dem Brennstoffbehälter entsprechend geändert wird. Um dies zu erreichen,
ist der Brennstoffbehälter durch eine iAlembran geschlossen, deren Außenseite einem
Druck ausgesetzt ist, der von dem veränderlichen äußeren Luftdruck abhängt.
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Ferner ist ein Vergaser bekannt, bei dem der Brennstoffbehälter durch
eine Brennstoffkammer ersetzt ist, die durch eine Membran abgeschlossen ist. Der
in einer auf der entgegengesetzten Seite der Membran angeordneten Kammer herrschende
Druck
ist abhängig von dem an der Einspritzdüse vorhandenen Unterdruck und von dem Druck
am Lufteinlaßstutzen.
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Bei den vorgenannten Vergasern handelt es sich um Vergaseranordnungen,
bei denen der Brennstoff direkt in die Saugleitung unter der Wirkung der Druckdifferenz
eingespritzt wird, die zwischen dem Düsen.auslaß und der Brennstoffkammer besteht.
Diese Vergaseranordnungen sind also grundsätzlich verschieden von, dem Erfindungsgegenstand,
bei dem der Brennstoff durch positiven. Druck den verschiedenen Saugkanälen des
Motors zugeführt wird.
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Weiter ist bekannt, den Brennstoff direkt durch eine Brennstoffpumpe
in die Ansaugvorrichtung einzuspritzen. Dabei erfolgt die Regelung durch Veränderung
des Hubes der Pumpe, und zwar in Abhängigkeit von dem in der Saugleitung herrschenden.
Unterdruck.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, daß
der Brennstoff zwar auch unter positivem Druck in dem Ansaugkanal gefördert wird,
daß aber im Gegensatz zu dem Bekannten die Brennstoffmenge von einer Regelvorrichtung
gesteuert wird, deren Arbeitsweise von der Geschwindigkeit des Luftstroms in der
Saugleitung abhängt, so daß ein für alle vorkommenden Arbeitsbedingungen brauchbares
Gemisch von Luft und Brennstoff erzielt wird. Die erfindungsgemäße Anordnung besteht
aus einem Luftkanal mit einer in diesem Kanal angeordneten Einspritzdüse, aus einer
Brennstoffpumpe zur Förderung des Brennstoffes mit Hilfe einer Rohrleitung, welche
zwischen der Pumpe und der Einspritzdüse angeordnet ist, und aus einer Regelvorrichtung,
welche die von der Düse gelieferte Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
des Luftstroms regelt.
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Bei allen Ausführungsformen der vorliegenden. Erfindung weist die
zwischen der Brennstoffpump--und der Ansaugleitung angeordnete Zuführungsleitung
ein Regelventil auf, dessen Brennstoffdurchlaß proportional der Ouadratwurzel aus
dem Druckunterschied des vor und hinter dem Regelventil jeweils herrschenden Druckes
ist. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ist dieser Druckunterschied gleich
dem Druckunterschied zwischen dem äußeren und dem am Venturirohr herrschenden Luftdruck.
Hierbei ist die Öffnung des Regelventils.konstant. Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist dieser Druckunterschied proportional der Motordrehzahl. Hierbei
ist die Ventilöffnung abhängig von der Verdichtung der den Zylindern zugeführten
Luft. In. allen diesen Fällen ist die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffes
durch das Regelventil unmittelbar abhängig von der Geschwindigkeit des Luftstroms,
so daß ein stets gleichbleibendes Mischungsverhältnis von Luft und Brennstoff erzielt
wird.
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Ein Hauptz-,veck der Erfindung besteht darin, den flüssigen Brennstoff
unter einem zwangsläufigen Druck zuzuführen, wobei die Brennstoffzuführung so geregelt
wird, daß das Verhältnis Brennstoff zu Luft den richtigen Wert beibehält. Durch
diese Anordnung wird der Brennstoff unter Druck zerstäubt, um ein besonderes Gemisch
zu bilden, und gleichzeitig wird der Brennstoff ständig unter dem atmosphärischen
oder einem höheren Druck gehalten, um das K=ochen desselben zu vermeiden und eine
genaue Zuführung zu gewährleisten.
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Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, die Eisbildung in der
Brennstoffvorrichtung zu vermeiden, was bei einem in großer Höhe fliegenden Flugzeug
besonders wichtig ist. Dieses wird dadurch erreicht, daß der Brennstoff in einen
warmen,oder heißen Teil des Saugsammelrohres od. dgl. hinter dem Drosselventil eingespritzt
wird.
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Ferner bezweckt die Erfindung, eine Brennstoffzuführun-svorriehtung
bzw. ein Brennstoffzuführungssystem zu schaffen; das in jeder beliebigen Stellung
richtig arbeitet, so daß dem Motor eines damit ausgerüsteten Flugzeugs Brennstoff
unabhängig von der Flugstellung richtig zugeführt wird. Dieses ist bei verschiedenartigen
Flugmanövern äußerst wichtig, bei denen eine angemessene Brennstoffzuführung erforderlich
ist.
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Außerdem ermöglicht die Erfindung, eine genau eingestellte Brennstoffzuführung
zu schaffen, bei der das Verhältnis zwischen Brennstoff und Luft innerhalb sehr
enger Grenzen aufrechterhalten «-erden kann. Es hat sich herausgestellt, daß bei
einem üblichen Vergaser, bei dem Brennstoff in einen. Luftstrom angesaugt wird,
der durch ein Venturirohr fließt, die- Saugwirkung des Venturirohres durch die Einführung
des Brennstoffes beträchtlich geschwächt wird, weil der zerstäubte Brennstoff die
an der engen Stelle des Venturirohres vorhandene Saugwirkung in einem beträchtlichen.
und auch veränderlichen Maße ausgleicht oder aufhebt. Nach der Erfindung, bei der
der Brennstoff an einer hinter dem Venturirohr liegenden Stelle zwangsläufig eingespritzt
wird, kann die volle Saugwirkung zur Steuerung der Brennstoffzuführung verwendet
werden, und da diese Saugwirkung drei- bis viermal so groß ist wie bei einem üblichen
Vergaser, läßt sich die Brennstoffzuführung genauer einstellen. Endlich ermöglicht
die Erfindung eine Änderung der Brennstoffsteuerung entsprechend den Änderungen
im barometrischen Druck der dem Motor zugeführten Luft und- die Anordnung einer
Sparventilsteuerung, um dien Brennstoffgehalt des Gemisches unter verschiedenen
Arbeitsbedingungen zu verändern. Die Sparventilsteuerung ist besonders bei mit Aufladergebläse
versehenen Motoren zweckmäßig und dient hauptsächlich dazu, den Brennstoffgehalt
des Gemisches dann zu erhöhen, wenn sich, der Motor der Volllast nähert.
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Wenn sich diese Bremistoffzuführungsvorrichtung auch besonders für
Brennstoffzuführungs-,instellvorrichtungen der oben besonders beschriebenen Art
einet, so ist sie jedoch nicht auf solche Anwendungszwecke beschränkt, denn sie
kann natürlich auch mit oder ohne Änderung in, äußerst zahlreichen Fällen Verwendung
finden, in denen Brennstoff unter mehr oder weniger ähnlichen Bedingungen entgegen
einem beträchtlichen Gegendruck
-zugeführt werden soll; dieses
ist z. B. dann der Fall, wenn es sich darum handelt, den Gegendruck der Feder eines
Einspritzventils oder den inneren Druck zu überwinden, der in dem Behälter oder
Raum herrscht, in den der Brennstoff eingeführt wird.
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Weitere zweckmäßige ?Merkmale und Kennzeichen der vorliegenden Erfindung
betreffen die Anordnung einer Brennstofsparvorrichtung, die dem im System herrschenden
Brennstoffdruck ausgesetzt ist und dazu dient, die Gechwindigkeit zu steuern, mit
der der Brennstoff dem Motor zugeführt wird; ferner die Anordnung einer Brennstoffströmungssteuervorrichtung,
die durch den Druckunterschied beeinflußt wird, der an getrennten Stellen des Saugkanals
des Vergasers b.zw. des Saugsammelrohres des Motors herrscht sowie ferner die Anordnung
einer Brennstoffventil v orrichtung, die durch den Brennstoffdruck an getrennten
Stellen des Systems und. durch den Luftdruck an getrennten Stellen der Luftzüführungsvorrichtung
zusammen gesteuert wird, und endlich die Anwendung neuartiger, als Stopfbüchsen
dienender Membranen, deren wirksame Flächen ohne Rücksicht auf die Stellung, in
die die, Membran bewegt wird, unverändert bleiben.
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Während die Erfindung hauptsächlich in Verhindung mit Flugzeugmotoren
zweckmäßig ist, so eignet sie sich doch auch für Motoren einer anderen Art bzw.
für Motoren, die für andere Zwecke verwendet werden, die zu zahlreich sind, um hier
aufeführt werden zu können, von denn aber einige' weiter unten kurz erwähnt werden
sollen.
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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden,
an Hand der Zeichnungen gegebenen Beschreibung genügend ausführlich erläutert. In
den genannten Zeichnungen sind gewisse bevorzugte Ausführungsformen dargestellt,
wobei es aber für den diese Ausführungsbeispiele betrachtenden Fachmann selbstverständlich
ist, daß an denselben zahlreiche Abänderungen im Rahmen der-Erfindung vorgenommen
werden können. Es zeigt Ab.b. i. eine schematische Darstellung der Grundsätze der
Erfindung, Abb. 2 einen Teilschnitt durch eine Abänderung einer Einzelheit, Abb.3
eine schematische Teildarstellung einer abgeänderten Steuervorrichtung, Abb. 4.
einen mittleren Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Sparventilsteuerung-
und Abb. 5 eine schematische der Abb. i ähnliche Darstellung einer anderen Steuervorrichtung,
Abb.6 eine andere Ausführungsform der Erfindung, Abb. 7 und 8 Einzelteile der Anlage
nach Abb. i. In Abb. i führt eine Hauptluftsaugleitung io zu einem umlaufenden Gebläse
oder Auflader 12 eines Verbrennungsmotors, der von beliebiger gewünschter Art sein
kann. Die Saugleitung io wird durch ein Drosselventil 16 gesteuert. das durch eine
vom Führerstand kommende Stange 18 betätigt wird. Der Führer steuert somit unmittelbar
die Luftzuführung zum Motor, während die Brennstoffzuführung durch die weiter unten.
ausführlich beschriebene Vorrichtung selbsttätig gesteuert wird. Vor dem Drosselventil
16 ist ein Venturirohr i9 von beliebigem geeignetem Umriß angeordnet. In manchen
Fällen kann auch ein zweites Gebläse angeordnet sein, um Luft unter einem höheren
als dem atmosphärischen Druck der Eintrittsstelle in die Saugleitung io zuzuführen,
und in solchen Fällen dient das Gebläse 12 gleichzeitig als Druckerhöhungsvorrichtung
und als Brennstoffmisch-und -zuführungsvorrichtung. In anderen Fällen ist die Eintrittsstelle
-2o der Saugleitung einfach erweitert; sie mündet dann in der Flugrichtung des Flugzeugs
aus, so d-aß die Trägheit der eintretenden Luft an der Eintrittsstelle, die in solchen
Fällen gewöhnlich als Luftstutzen bezeichnet wird, einen Druck erzeugt, der über
dem atmosphärischen Druck liegt.
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Eine Vorrichtung wie z. B. das Gebläse 12 ist für die Erfindung nicht
wesentlich. Das Gebläse ist hier nur gezeigt, weil es sich bei Flugzeuginotoren
besonders gut bewährt hat. Es dient, dazu, den in den Luftstrom eingeführten Brennstoff
zu zerstäuben bz-w. die Zerstäubung desselben zu unterstützen und den Brennstoff
richtig zu verteilen. Das Gebläse drückt in einen im allgemeinen ringförmigen Raum
15, aus dem Rohrleitungen in der bei solchen Motoren üblichen Weise zu den Einlaßöffnungen
der einzelnen. Zylinder führen.
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Es ist zu bemerken, daß die gesamte Luftmenge, die zwischen dem Drosselventil
und den: Ein.laßöffnungen des Motors strömt, ungefähr einem Saugsammelrohr entspricht,
und daß dieser Ausdruck in. der vorliegenden Beschreibung in dieser Weise ausgelegt
werden soll. Eine beliebige bekannte oder sonst geeignete Brennstoffpumpe, die imstande
ist, Brennstoff unter einem effektiven Druck zu fördern, ist vorgesehen. Die hier
gezeigte Brennstoffpumpe ist eine Flügelpumpe und besteht aus einem Laufrad 22,
das mit verschiebbaren Flügeln. 23 versehen und in einem Gehäuse ad. drehbar
gelagert ist.
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Das Gehäuse besitzt einen Brennstoffeinlaß 25, einen Auslaß 26 und
eine Rückkehrumleitung .Io, die durch ein druckempfindliches Ventil .I2 so gesteuert
wird, daß dieses Ventil am Auslaß in der bekannten Weise einen im wesentlichen gleichbleibenden
Brennstoffdruck aufrechterhält. Auf diese Weise fördert die Pumpe Brennstoff in.
den Kanal 26 und von. hier aus in das Umfangsventil 54 durch Öffnungen
59, deren wirksame Durchgangsöffnung durch die axiale Einstellung des muffenartigen
Ventilteiles 5:2 verändert wird, alsdann in den Druckraum 28, durch die feste Durchgangsöffnung
20. dann durch eine einstellbare Durchgangsöffnung 30, ferner durch Öffnungen
ioo und- durch den Kanal 32 in eine Einspritzdüse 3d., die in der Leitung io hinter
dem Drosselventil angeordnet ist. ` Die Einspritzdüse 34 ist mit einem Ventil 36
versehen, das sich in einem gewissen Abstand vom
Drosselventil öffn°t
und mit einer nachgiebigen Membrall39 verbunden ist. Der durch die Rohrleitung 32
eintretend; Breinistoffdruck wirkt auf eine Seite der :Ieinl@r an 39 und sticht
das Ventil entgegen der Wirkung einür Feder 38 zu öffnen. Da der im Saugsammelrohr
herrschende Unterdruck auf die Ventilstange dieses Ventils 36 wirkt, aber nur in
dein Maße, wie er eine Fläche trifft, die der Oberfläche der Ventilöffnung entspricht.
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-tid der Brennstoffdruck in dem Maße wirkt, w illire wie er die verliältniy;näßig
große Oberfläche der Meaibrail39 trifft, bleibt der Druck, unter dein der Brennstoff
ausströmt, selbst bei größeren Änderungen im Saugrohrunterdruck praktisch unverändert.
Durch die verhältnismäßig große 1leniliranollerfläclie kann auch das Ventil von
einer verliältnisniäl)i" gesclilo@aeiieii zu einer weit geöffneten Stellung üliergelien,
um eine geringere bzw. eine gröl',-r; Brennstoffmenge einzuspritzen, wobei der Einspritzdruck
jedoch nur eine geringe _llderung erfährt. Infolge dieses verhältnismäßig -teichbleibenden
Druckes läßt sich eine genaue E:ernstoiizafüli,-un`" unter veränderlichen Arbeitsltedingunen
leichter erbalten. Zweckmäßig ist ein fester Anschlag 3; vorgesehen, um die öffnungsbeweung
des Ventils 36 zu begrenzen und irn Fall von Flammenrückschlägen od. dgl. Be-#chä
digungen vorzubeugen.
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Ein zweiter Druckrauen 41, ist neben dem Raum angeordnet und von diesem
durch eine nachgiebige Membran 16 getrennt, die zweckmäßig eine solche ist, die
bei Beanspruchung derselben keine federnde Rückwirkung aufweist, und die aus einem
GewebestucI= or1. dgl. besteht, das mit dessen äußeren Rändern festgehalten wird
und mit dem mittleren Teil zwischen zwei Scheiben. 4.e gespannt ist. Die Scheil.en18
sind ihrerseits an einer Stange So befestigt die den inuffeliartigen Ventilteil
5:2
trägt. der den Breim>toffdurchfluß von dem auf dem Umfan.- des Ventils
vorgeseheilen Ventilraum 54 in den Raum 28 steuert, wobei eine g'eeianete durchlochte
Scheibe 57 vorgesehen ist, um die ScliliePbewegting des Ventils 52 zu Begrenzen.
Der Raum 54 ist zlveckmäßig mit dem oberen Teil des nicht dar.zestellten Bremistoffbehälters
durch eine Rohrleitung 53 verbunden, die durch ein Schwimmerventil S 5 gesteuert
wird, um etwa durch die Pumpe mitgerissene Gase, wie z. B. Luft oder Dampf, dem
Behälter zurückzuführen.
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Neben dein Raune 4.4 ist ein Raum 56 angeordnet, der vorn .erstgenannten
Raum durch eine kleine Membran S8 getrennt ist, die lediglich als Stopfbüchse zur
Verhinderung von Verlusten durch Undichtigkeiten dient. Eine zweite größere Membran
6o trennt den Raum 5%# voll einem anderen Raum 62, und die Stange So ist mit den
Scheiben 64 dieser Membran in ähnlicher Weise wie mit den Scheiben der Membran 4.6
verbunden. Eine zweite, als Stopfbüchse dienende Mer?lbran 66 ist am Eirde der Stange
5o befestigt und trennt den Raum 62 von einem Raum 68, der daneben angeordnet ist.
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Die Packungsmembranen 58 und 66 sind zweckmäßig aus Dupren, svntlietischeln
Gummi oder einem sonstigen geeigneten Stoff hergestellt und in der am deutlichsten
in den Abh. 7 und 8 gezeigten Weise bemessen, um eine rollende Wirkung gegen die
Begrenzungswände zu bewirken. Es ist zu bemerken, daß die wirksame Oberfläche der
Membran ohne Rücksicht auf die Stellung, in die sie gebracht wird, unverändert bleibt.
hierdurch werden Druckschwankungen vermieden, die sonst das richtige Arbeiten der
Teile beeinträchtigen könnten, an denen die Membran befestigt ist. L m den Zusammenbau
der Teile zu erleichtern, kann jede Membran in der in den Abb. 7 und 8 gezeigten
Weise mit verstärkten Befestigungsflanschen v---rsehen sein, während die Arbeitsteile
dünn bl°iben.
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Eine kleine Feder 69 sucht die Stange 50 in einer Richtung
zu bewegen, die der Öffnung des Ventils 52 entspricht. Diese Feder ist so ausgebildet,
dal) sie auf die Stange 50 nur dann wirkt, wenn das Ventil 52 nahezu geschlossen
ist. Sobald (las Ventil einigermaßen geöffnet ist, bewegt sich die Nabe ()i so,
daß sie sich voll der Feder entfernt und von dieser durchaus unbeeinflußt bleibt.
Um die unvermeidlichen Druckwirkungen der '.Membranen S8 und. 66 auszugleichen,
sind &:# Räume 28 und 68 durch einen in der Stange 5o vorgesehenen Druckausgleichskanal
70 miteinander verbunden.
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Die Stange 5o trägt lieben den :Membranen S8 und 66 erweiterte -zylindrische
Nabelheile 51, die ungefähr den gleichen Durchmesser wie die flachen mittleren Teile
der Membranen an deren N iederdruckseite besitzen. Die Membranen sind in der gezeigten
`'eise mit tiefen ringförmigen Nuten versehen, deren Seiten an den Teilen p bz.w.
all den äußeren kreisförmigen Begrenzungswänden anliegen, Iilfolge dieser Ausbildung
und des Druckunterschiedes, der im Druckmittel auf den beiden Seiten der Membranen
vorhanden ist, bleibt der Halbmesser der in den. Membranen vorgesehenen Nuten bei
einer Bewegung der Stange So im wesentlichen gleich, so daß die wirksamen Flächen
derselben ohne Rücksicht auf die Bewegung der Stange 50 auch gleichbleiben.
.Die gleiche Ausbildung wird vorzugsweise auch bei den Meinbrallen .46 und 6o angewandt,:
indem kreisförmige Flansche .49 und 65 an den Platten bzw. 64 vorgesehen sind. Dieses
ist wichtig, denn hierdurch kann jede Membran stets und ohne Rücksicht auf deren
Durchbiegung hei gleichen Drücken gleiche Kräfte ausüben. Es ist zu beinerken, daß
das Ende der Stange 5o abgerundet ist. um die Reibung so gering als möglich zu machen,
und damit die Stange eine Stellung einnehmen kann, in der keine Klemmwirkung entstellt.
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Ein kleines Venturirohr ist in der Saugleitung io gleichachsig mit
dem Venturirohr 19 allgeordnet und im wesentlichen an der engsten Stelle desselben
mit einer ringförmigen Öffnung 76 versehen. die durch einen Kanal 78 mit (lern Raum
56 verbunden ist. Auf Wunsch kann der Kanal 78 durch eine kleine Lrrnleitung 83
mit dem Saugkanal hinter (lern Drosselventil 116 verbunden sein. Ein ähnlicher Kanal
eo führt von dem Raum 62 zu einem ringförinigen,
Raum 82, der im
Venturirohr i9 vorgesehen und durch eine Reihe von Rohrleitungen 8i mit dem Einlaßende
der Leitung io derart verbunden ist, daß er unter dem Einfluß des Druckes der eintretenden
Luft steht. Die Rohrleitungen 81 ragen um eine beträchtliche Länge nach außen, so
daß Regen od. dgl., der auf den Wänden. der Luftleitung io fließt, um dieselben
herumströmt und nicht in den Raum 82 eintritt.
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Die oben beschriebenen Grundsätze der Arbeitsweise der Erfindung wurden
hier erläutert, um das Verständnis der Arbeitsweise der weiter unten beschriebenen
Teile zu erleichtern. Der Raum 62 ist dem Druck des Luftstutzens und der Raum 56
der Saugwirkung des Venturirohres ausgesetzt, die durch den Druck in dem Saugkanal
hinter dem Drosselventil bei Leerlauf verändert wird. Diese Räume werden im allgemeinen.
als Druckräume für dosierten und die Räume 28 und 68 al-,s Druckräume für uridosierten
Brennstoff bezeichnet. Während des Betriebes saugt der Motor Luft durch die Luftleitung
io an, wodurch zwischen dem Luftstutzen und dem Venturirohr ein Druckunterschied
erzeugt wird, dessen Höhe von der Gesch-,vindigkeit der Luftströmung abhängt. Dieser
sich in den Räumen 56 und 62 auswirkende Druckunterschied erzeugt eine deutliche
Kraft, die die Stange 5o nach rechts, d. h. in der Richtung zu bewegen sucht, die
dem Freilegen der Öffnungen 59 entspricht. Würde sich diese Kraft ohne Widerstand
auswirken können, so würde sich 'die Stange5o mit dem Ventil 52 nach rechts bis
zu ihrer äußersten Stellung bewegen, d.. h. bis sie gegen den Anschlag 63 stößt.
Wenn aber die Öffnungen 59 freigelegt werden, strömt Brennstoff unter Druck in den
Ventilraum 54. und dann in den Raum 28 für uridosierten Brennstoff, weiter durch
die Dosieröffnungen in den Raum 44 für dosierten Brennstoff und von hier aus in
der oben beschriebenen Weise in die Einspritzdüse 34. Hierdurch wird zwischen den
Räumen 28 und 44 ein Druckunterschied erzeugt, der dem Druckabfall zwischen der
Öffnung 29 und dem Kanal 30 entspricht und von der Geschwindigkeit der Brenrnstoffströmung
durch diese abhängt. Da der Druck im Raum 4.4 durch die Wirkung der Einspritzdüse
34 in verhältnismäßig engen Grenzen aufrechterhalten wird, so wird der Druck im
Raum 28 durcli'das Freilegen der Öffnungen 59 infolge der Abnahme des Drosselungsverlustes
durch diese Öffnungen hindurch und somit auch der Druckunterschied zwischen den
Dosieröffnungen und die Geschwindigkeit der Brennstoffströmung erhöht. Durch dien
Druckunterschied zwischen dem Raum 44 und den Räumen 28 und 68 wird auf die Stange
50 eine Kraft ausgeübt, die diese Stange nach links, d. h. in einer Richtung
zu bewegen sucht, die dem Schließen der Öffnungen 59 entspricht, welche Kraft somit
der Kraft entgegenwirkt, die durch den Unterdruck im Venturirohr 74 auf die Stange
5o ausgeübt wird.
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Wenn man, die auf die Stange 50 wirkenden Kräfte zusammenzählt
und die Feder 69 vernachlässigt, die nur bei sehr geringen Strömungen wirkt, die
dem Leerlauf entsprechen, so sieht man, daß die Stange 5o sich selbst derart im
Gleich gewicht einstellt, daß der Druckunterschied zwischen den Brennstoffdosierungsöffnungen
dem Druckunterschied zwischen Luftstutzen und Venturirohr entspricht. Nimmt nun
der Druck des durch die Pumpe geförderten Brennstoffes zu, wie dieses z. B. dann
der Fall sein kann, wenn diese Pumpe 22 fehlerhaft arbeitet, so nimmt auch der Druck
im Raum 28 zu, wodurch das Ventil 52 so bewegt wird, daß es sich seiner geschlossenen
Stellung nähert und hierdurch den den Brennstoff dosierenden Druckunterschied auf
seinen ursprünglichen Wert zurückbringt. Nimmt die Drehzahl des .'Motors ab, was
durch eineÄnderung derPropellersteigung oder aus irgendeinem anderen Grund bewirkt
werden kann, so nimmt die Geschwindigkeit der Luftströmung durch das Venturirohr
74 und damit auch der auf die Membran 6o wirkende Druckunterschied ab, so. daß das
Ventil 52 wiederum so bewegt wird, daß es sich seiner geschlossenen Stellung nähert
und somit die Brennstoffzuführung verringert, um sie der geringeren Luftströmungsgeschwindigkeit
anzupassen, die die Einstellung bewirkte. Die Brennstoffzuführungsgesch-windigkeit
wird somit unmittelbar durch die Luftströmungsgeschwindigkeit gesteuert, so d@aß
man ein gleichbleibendes Mischungsverhältnis erhalten kann. , Bei geringen Luftströmungsgeschwindigkeiten,
die dem Leerlauf entsprechen, wirkt die Feder 69 auf die Stange 5o, wodurch die
normale Venturirohrwirkung, die das Ventil 52 zu öffnen sucht, um eine gewisse Kraft
erhöht wird, so daß auf der Membran 46 ein höherer Druckunterschied nötig ist, um
die auf die Stange 5o wirkenden Kräfte auszugleichen. Hierdurch wird: die Brennstoffzuführung
erhöht, so daß man für den Leerlauf ein reicheres Gemisch erhält.
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Die Umleitung 83, die den Kanal 78 mit dem Saugkanal hinter dem Drosselventil
16.verbindet, erzeugt eine deutliche Kraft, die auf die Stange 5o wirkt und diese
in der gleichen Richtung bewegt, wie sie die Feder 69 zu bewegen sucht. Es ist zu
bemerken, daß die Mündung der Öffnung 83 in den Saugkanal durch das Drosselventil
dann aufgedeckt wird, wenn sich dieses um einen geringen Abstand in der Richtung
der Öffnung bewegt hat. Die Öffnung 83 ist daher nur bei geringen Drehzahlen bzw.
während des Leerlaufes des Motors wirksam. Ein anderes zweckmäßiges Merkmal der
Umleitung 83 besteht darin, d@aß es möglich ist, bei weit geöffnetem Drosselventil
ein. Gemisch zu verwenden, das ärmer ist als wenn. das Drosselventil nur teilweise
geöffnet ist.
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Der Kanal 8o wird durch eine sog. Aneroidkapsel 84 gesteuert, die
in der Abb. i aus einem geschlossenen gewellten Balg besteht, der einen Ventilteil
86 trägt, der den Kanal 8o bei hohen barometrischen Drücken, wie z. B. auf
dem Boden oder auf Meereshöhe, zu öffnen und bei geringen Drücken, wie z. B. bei
großen Flughöhen, zu
schließen sucht. Ein kalibrierter I,:-aiial
88 verbindet den unteren Teil des R autnes 62 mit dem Kanal;.. Der Kanal 88 ist
im --ergleich zu den Kanälen ; 8 und 8o genügend klein, damit die Luft. die durch
diesen Kanal 88 strömt, wenn das Ventil 86 geöffnet ist, die in den Räumen 62 und
56 vorhandenen Drücke nicht wesentlich ändert. Bei Erreichung einer gewissen Flughölle
bewegt sich das Ventil 86 so, daß es sich seiner geschlossenen Stellung nähert,
was unter dein Einfuß des Balges 8-1 geschieht und wodurch die Luftströmung
vom Raum 82 in den Kanal 6o eingeschränkt wird und die Luftströmung vorn Kanal 8o
durch den Kanal S@ den im Raum 62 vorhandenen Druck weiter verringert, so dar der
auf die -Membran !-#o wirkende Druckunterschied verringert wird und das Ventil 52
zu schlieren sucht, um ein ärmeres Gemisch zu erzeugen, wie dieses bei größeren
Flughöhen erwünscht ist. Der Kanal `8 dient auch als Entwässerungskanal, durch weichen
die sich etwa im Raum 62 ansammelnde Feuchtigkeit entweicht.
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L m zu verhindern, dar zwischen den Räumen 56 und 62 ein Druckunterschied
entsteht, der zur Folge haben könnte, daß die Stange 5o das Ventil 52 nicht betätigen
kann, wenn rler Motor angelassen werden soll, können die Räume 56 und 62 durch eine
kleine Entlüftungsöffnung 85 miteinander verbunden werden. Es ist natürlich selbstverständlich,
daß die Öffnung 85 mit dem Kanal 88 zusammenwirkt, uni die Drücke zwischen den träumen
56 und 62 auszugleichen. jedoch kann man diese beiden Kanäle so k=lein machen. daß
sie ihre Rolle in der gewünschten Weise spielen können, ohne das Arbeiten der Vorrichtung
zu beeinträchtigen.
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Der Balg 8.I wird zweckmäßig nur zum Teil luftleer gemacht, so daß
er sowohl auf Temperaturänderungen als auch auf Druckänderungen anspricht, wobei
der Grad, bis zu welchem er auf Temperatur anspricht, durch den Vakuumgrad gesteuert
wird. Wenn die Temperatur der in den Luftstutzen 20 eintretenden Luft zunimmt, dehnt
sich der Balg `:_. etwas aus, wodurch er das Ventil 86 bewegt und in eine Stellung
bringt, in der der Kanal 8o eingeengt wird. Hierdurch wird der Druck im Raum 62
und somit auch der Druckunterschied auf der l Membran 6o verringert. Infolgedessen
wird auch die Brennstoffzuführung etwas verringert, um bei Zunahme der Lufttemperatur
ein ärmeres Gemisch zu erzeugen.
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Es ist zweckmäßig. die Feder 69 und die Umleitung 83 so auszubilden.
daß für den Leerlauf ein übermäßig reiches Gemisch erzeugt wird, und dann das Ventil
do zu verwenden, das durch den @,#'inkelhebel 92 und den Lenker 9s mit dem Drosselventil
verbunden ist und bei geschlossenem Drosselventil in den Kanal 3o eindringen kann,
um die Brennstoff Strömung durch den Kanal 3o derart zu verringern, d.aß man das
richtige Gemisch für den Leerlauf erhält. Das Ventil 9o kann jede gewünschte Ausbildung
erhalten, um s(:>-,vohl bei vollkommen als auch bei im wesentlichen geschlosSenen
Drosselventil die gewünschte Brennstoffzuführungsgeschwindigkeit, zu erhalten. Bei
geöffnetem Drosselventil if) wird: das Ventil go aus dem Kanal 303 herausgezogen,
so daß dieses Ventil 9o während des normalen Betriebes ini -,veseiitlichen die gezeigte
Stellung einnimmt und auf die Irennstofrztitührung ohne Einfluß ist. Das Ventil
c"o trägt einen Kolben 96, der in einem Zylinder cjc verschiebbar angeordnet ist
und Üffnungen ioo ür den Durchgang des Brennstoffes besitzt. Eine @entilsclleibe
102 ist auf dem Ventil in einer solchen Stellung derart verschiebbar gelagert, daß
sie die Öffnungen ioo schließt, so daß in dem Fall, daß das Drosselventi116 plötzlich
geöffnet wird, der Kolben 96 und der Zylinder 98 eine Bremistoftpumpe bilden, um
die Brennstoffzuführung vorübergehend zu erhöhen und für die Beschleunigung ein
reiches Gemisch zu erzeugen. Wenn das Drosselventil 16 unbewegt bleibt oder langsam
bewegt wird, wirkt der Druck des Brennstoffes auf die Ventilscheibe io2 in der Weise,
daß diese in die gezeigte Stellung gebracht wird, um die Öffnungen ioo aufzudecken.
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Die Öffnung 30 kann ferner auch durch einen Tauchkolben io-. gesteuert
werden, der selbst vom Führerstand aus durch ein Gestänge io6 betätigt wird, um
ein reiches oder armes Gemisch zu erzeugen. 1t'enn das Ende des Tauchkolbens io.i
in der gezeigten. Weise in die Öffnung 30 eindringt, so wird die Brennstoffzuführung
verringert und eilt ärmeres Gemisch erzeugt. Um ein reicheres Gemisch zu erhalten,
kamt der Führer das G-stänge io6 betätigen, um den Tauchkolben io.I vollständig
aus der Öffnung 3o herauszuziehen und letztere vollkommen frei zu lassen. Zsvechmä!Iig
trägt der Tauclllzolben io.I eine Scheibe io8, durch die die Öffnung'
30 vollständig geschlossen werden kann, so daß der Führer im Notfall oder
dann, wenn der -Motor stillgesetzt werden soll, die I')rennstoffztifulir nach Belieben
einstellen kann.
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Eine weitere Handsteuerung wird noch durch ein im Kanal 8o angeordnetes
Ventil i io geschaffen, das durch eine Feder 112 gegen seinen Sitz angedrückt wird
und durch einen Lenker i i mit dem Gestänge io6 verbunden ist. Der Lenker 11.I ist
an einem Ende eines Winkelhebels 116 dessen anderes Ende auf der Stange des `@ entils
i io gleiten und gegen eine am Ende dz#rselben angeordnete -Mutter i 18 stoßen kann.
Durch diese Anordnung erhält man ein; mit Spiel arbeitende Z'erbindting, so daß
es möglich ist, d°ii Tauchkolben io- in der oben beschriebenen Weise zu hmätigen,
ohne das Ventil i io zu beeinflussen. Wird jedoch das Gestänge io5 bis zu seiner
äußersten Grenzstellung zurückgezogen, so öffnet sich das Ventil i io, um Luft mit
dem Saugdruck in den Raum 6-2 einzulassen und hierdurch das Ventil 52 noch weiter
zu öffnen und den Brennstoffgehalt des Gemisches ohne Rücksicht auf die Stellung
des Ventils 86 zu erhöhen.
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Durch die oben beschriebene Steuervorrichtung erhält man ein Gemisch
mit dem passenden Brennstoffgehalt für verschiedene Drehzahlen, Belastungen und
Drosselventilöffnungen sowie einen gewissen
Ausgleich für Flughöhenänderungen.
Größere Flughöhenänderungen bringen jedoch auch gewisse zusätzliche Faktoren mit
sich, für welche es wünschenswert ist, das Mischungsverhältnis des Gemisches zu
berichtigen. Dieses wird, dadurch erreicht, daß eine zusätzliche Brennstoffzufuhr
vorgesehen ist, die durch den barometrischen Druck, den Einlaßdruck für das Gebläse
sowie den Auslaßdruck für dieses gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist um den Kanal
30 herum eine durch ein Ventil 122 gesteuerte Brennstoffumleitung i2o vorgesehen.
Zwei Membranen 124 sind mit dem Ventil 122 verbunden, um für dieses eine dichte
flakkung zu bilden, und das Ventil ist bei 1.26 durchbohrt, um die Außenflächen
der Membranen 124 miteinander zu verbinden und die auf diese Flächen wirkenden Drücke
auszugleichen. Das Ventil 122 ist an dem einen Ende eines Winkelliebels 128 befestigt,
dessen anderes Ende durch einen Lenker 130 mit dem einen Ende eines Hebels
132 verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende des letztgenannten Hebels ist mit einer
Membran 134 verbunden. Ein Gehäuse 136 umgibt die Membran 134 und ist auf
einer Seite mit der Luftleitung io vor dem Gebläse 12 und auf der anderen Seite
durch eine Leitung 137 mit dem Saugsainin°Irohr hinter dem Gebläse verbunden. Das
Gehäuse 136 ist durch eine Membran 138 geschlossen und eine Feder i4o dient dazu,
auf die Membran in einer solchen Richtung zu wirken, daß das Ventil 122 geschlossen
wird. Die Membran 138 ist auf der einen Seite dem atmosphärischen Druck und auf
der anderen Seite dem Druck ausgesetzt, der in der Leitung io hinter dem Drosselventil
herrscht, um die Wirkung der Membran 134 zu verändern, wobei der Grad der Änderung
durch die gegenseitigen Größen der beiden Membranen gesteuert wird.
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Um die Arbeitsweise der oben beschriebenen Steuervorrichtung zu erläutern,
soll der Fall eines Flugzeugs betrachtet werden, das mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
vom Boden (Stand A1, wo der atmosphärische Druck 30 Zoll Ouecksilber beträgt,
bis zu einer Höhe (Stand B ) steigt, wo der atmosphärische Druck nur noch 21 Zoll
beträgt, wobei das Drosselventil während des Aufstiegs so bedient wird, daß der
Druck am Eintritt in das Gebläse auf 2o 7_o11 Ouecksilber gehalten wird. Auf dem
Boden wird das Drosselventil zum Teil geschlossen sein. Es soll nun angenommen werden,
daß der Druck im Luftstutzen 20 30 Zoll, am Eintritt in das Gebläse 2o Zoll
und am Austritt aus dem Gebläse 27 Zoll beträgt. Während des Aufstiegs wird der
Führer das Drosselventil aliinählich öffnen, um den gleichen Druck am Eintritt in
das Gebläse aufrechtzuerhalten, bis Stand B erreicht wird, wo der barometrische
Druck im Luftstutzen 21 Zoll beträgt und das Drosselventil praktisch weit offen
ist. Nimmt man vorläufig an, daß die Drehzahl, dies Motors gleichblei:bt, so erhält
man dann noch einen Druck von 27 Zoll Quecksilber am Austritt aus dem Gebläse. Aber
wegen der Druckabnahme in der Auspuffleitung bei größeren FlughÖh en und da die
Ladedichte gleichbleibt, so wird die Motorleistung in PS beim Stand B größer sein.
Durch diese Leistungserhöhung wird auch die Drehzahl erhöht, was wiederum eine Erhöhung
des Druckes am Austritt aus dem Gebläse zur Folge hat. 1Tan erhält somit 20 Zoll
Hg am Eintritt in das Gebläse und z. B. 28 Zoll H- am Austritt aus dem Gebläse.
Durch diese Leistungserhöhung und dadurch, d'aß die Luft dünner ist und somit eine
geringere Kühlwirkung besitzt, läuft der Motor Gefahr, heiß zu werden. Um dieser
Gefahr beim Stand B vorzubeugen, ist die Anordnung so getroffen, daß die erhöhte
Wirkung des Gebläses auf' d.ie Membran 134 und die Abnahme des atmosphärischen auf
die Membran 138 wirkenden Druckes am Eintritt in das Gebläse zusammen. eine vereinigte
Wirkung erzeugen, die das Ventil 122 öffnet, um die Brennstoffzufuhr zu erhöhen
und somit ein reicheres Gemisch zu bilden, das bestrebt ist, den Motor zu kühlen.
Das Ventil 122 dient auch als Sparventil, wenn die größtmögliche Leistung, z. B.
beim Start oder bei sonstigen Notmanövern, erforderlich ist. Alsdann öffnet der
Führer das Drosselventil, um dem :Motor Gemisch unter einem hohen Druck zuzuführen,
und es ist während dieser Zeit zweckmäßig, das Gemisch reicher einzustellen. Zu
diesem Zweck wird die Membran 134 durch den erhöhten Druck am Austritt aus dem Gebläse
heruntergedrückt, um das Ventil 122 zu öffnen und die Zuführung einer zusätzlichen
Brennstoffmenge zur Einspritzdüse 34 zu ermöglichen, damit das gewünschte reichere
Gemisch erhalten wird. Um eine Beschädigung des Motors zu vermeiden, wird dieser
'Notbetrieb gewöhnlich nur während einiger Minuten auf einmal aufrechterhalten,
und sobald das Drosselventil in die dem normalen Betrieb entsprechende Stellung
zurückgebracht wird, sinkt der Druck auf dem oberen Teil der Membran 134, so daß
diese unter dem Einfluß der Feder i,.o wieder hochsteigen kann, um das Ventil 122
zu schließen.
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Einige Flugzeugführer wünschen, die Möglichkeit zu haben, den Brennstoffgehalt
des Gemisches während des Notbetriebes bei geöffnetem Ventil 122 zu regeln, während
andere es vorziehen, wenn die Anreicherung des Gemisches zu dieser Zeit ohne Rücksicht
auf die Steuerbewegungen des Führers selbsttätig geregelt wird. Die eine und die
andere Art der Steuerung läßt sich nun dadurch bewerkstelligen, daß die Öffnung
29 ein- oder ausgeschaltet wird, oder auch dadurch, daß man die Größe dieser Öffnung
entsprechend wählt. Wenn die Durchgangsfläche 120 z. B. größer ist als die Öffnung
29, so wirkt letztere Öffnung als die einzige Verengung der Brennstoffzufuhr, wenn
der Kanal 120 wie z. B. bei Vollast ganz offen ist; -und eine Betätigung des Tauchkolbens
io4- hat dann keine Wirkung auf die Brennstoffzufuhr. Wenn die durch die Öffnung
29 bewirkte Verengung andererseits ausgeschaltet oder wenn diese Öffnung größer
gemacht wird. als die vereinigten Flächen der Kanäle i2o und 30, so wird die Brennstoffzufuhr
durch
diese beiden Kanäle geregelt, und es ist dein Führer möglich, das Gemich sowohl
während des normalen Betriebes als auch während (ies _\othetriebes durch Betätigung
des Tauchkolhens 1o4 nach Belieben zu regeln.
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Die A bb. 2 zeigt eine Abänderung für die Steuerung der Brennstoffzufuhr
zum Raum 28. Wie gezeigt, besitzt die Vorrichtung hier einen Raum 142, dem Brennstoff
von der Pump; durch die RohrleituDg26zugefülirt wird. Die Verbindung zwischen den
Räum°n 28 und 142 wird durch ein Tellerventil 1.l.lgesteuert. das gegeit eiiienl:egelf5rinigen@'entilsitz
146 angedrückt wird und mit der Stange 5o verbunden ist, um durch diese betätigt
zu werden. Die Stange 1.48 des Ventils 1.:14 ist mit einem Ende eines Hebels i5o
verbunden. der in seiner Mitte im Raum 1_.12 drehbar gelagert ist und dessen anderes
Ende ein Gewicht 152 trägt. Das Gewicht 152 besitzt im wesentlichen die gleiche
Masse wie die Stange 59 und d-ie zugehörigen Teile, wie, die Scheiben .18
und 6-, und dient dazu, etwaige auf die Stange 5o ausgeübte Trä:gheitswirkungen
auszugleichen, die die Anreicherung des Brennstoffgemisches verändern könnten.
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Der durch den Brennstoff auf das Ventil 144 ausgeübte Druck wird durch
eine -Membran 154 ausgeglichen, die auf einer Seite dem im Raum 142 und auf der
anderen Seite dem im Raum 28 herrschenden Druck durch in einer Platte i 56 vorgesehene
Öffnungen ausgesetzt ist. Das auf den Hebeldrehzapfen durch die Membran I S4 ausgeübte
--Moment ist dasselbe wie das des Ventils 144, und die Membran ist durch einen Lenker
158 mit dem Gewicht 152 derart verbunden, daß die Wirkung des durch den Brennstoff
auf das Ventil 144 ausgeübten Druckes ausgeglichen wird.
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Die Öffnungen der Platte 156 sind zweckmäßig klein. um eine Wirkung
auszuüben, die bestrebt ifst, etwaige Schwingungen bzw. Erschütterungen des Ventils
14.1 zu dämpfen. Wenn diese Dämpferwirkung noch nicht genügt, kann ein zweiter Dämpfer
dadurch vorgesehen werden, daß ein von der Ventilstange 1.18 getragener Kolben 1..15
in einer zylindrischen Verlängerung 143 des Raumes 1.12 verschiebbar angeordnet
ist. Der Kolben kann verhältnismäßig lose im Zylinder eingesetzt sein, oder es kann
auch eine geeignete Umleitung vorhanden sing und da gei- Zvlinder mit Brennstoff
gefüllt ist, so entsteht dadurch ein Flüssigkeitsdämpfer.
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Die Abb. 3 zeigt die Anwendung einer Abänderung der Sparsteuerung
bei der Brennstoffzuführungsvorrichtung nach der Abb. i. Bei dieser Ausführungsform
kann der Kanal 88 wegfallen, während ein durch ein Ventil 162 gesteuerter
Kanal,16o vorgesehen sein kann, uni die Kanäle 78 und 8o miteinander zu verbinden.
Das Ventil 162 ist mit der Steuermembran 134 unmittelbar verbunden und nimmt für
gewöhnlich -die gezeigte Stellung ein, in welcher der Kanal i(o offen ist. Das Höhenmesserventil
86 ist zweckmäßig in Meereshöhe so eingestellt worden, daß die Oberfläche der durch
dieses Ventil gestetiert°n Öffnung ungefähr doppelt so groß ist wie die Oberfläche
der Öffnung i,6-,o, so daß eine Bewegung des Ventils 86 in der Richtung, die ,dein
Schließender Öffnung entspricht, sofort in der Weise wirkt, daß die Luftströmung
in den Kanal 8o eingeschränkt und die Luftströmung vom Kanal 8o durch die Öffnung
i@5o ermöglicht wird. um den Druck in diesem Kanal zu verringern, ebenso wie in
dem damit verbundenen Raum 62, so daß das Gemisch bei größeren Flughöhen in der
mit Bezug auf die Abb. i beschriebenen Weise ärmer wird. Es ist zweckmäßig. eine
verhältnismäßig kleine Höheninesseröffnung zu verwenden, damit geringe Bewegungen
des Ventils 86 diese Öffnung einengen und die Druckverhältnisse im Raum 62 beträchtlich
ändern, so daß die Vorrichtung für Höhenän gerungen empfindlich ist. Durch die Verwendung
einer kleinen Höhenmesseröffnung wird die Oberfläche der Öffnung 16o in .der oben
erläuterten Weise notwendigerweise beschränkt. Eine Verengung 164 ist im Kanal ;
8 zwischen dem Kanal 16o und dem Venturirohr 7,4. vorgesehen, so daß eine genügende
Sparanreicherung mit der kleinen Öffnung 16o erhalten «-erden kann. Während des
normalen Betriebes wird durch Einengung 164 bewirkt, daß die Luft, die vorn Kanal
8o aus durch die Öffnung i6o in den Kanal 78 strömt, .die Saugwirkung im Kanal 78
und im Raum j6 im Vergleich mit der auf der Venturirohrseite der Einengung vorhandenen
Saugwirkung beträchtlich verringern kann. Die Brennstoffzuführungsöffnungen erhalten
eine solche Größe, daß sie unter diesen Bedingungen das normale Verhältnis zwischen
Luft und Brennstoff bewirken. Wenn das Ventil 162 unter dem Einflu,ß der Erhöhung
des vom Gebläse auf .die Membran 13._1 ausgeübten Druckes die Öffnung 16o schließt,
so wird der Druck im Kanal 78 und im Raum 56 bis auf die Saugwirkung im Venturirohr
verringert, wodurch der auf .die Membran 6o wirkende Druckunterschied und die Anreicherung
.des Gemisches in der gewünschten Weise erhöht wird. Es ist somit klar, daß die
Empfindlichkeit- der Höhenmessersteuerung und die Höhe der Sparanreicherung durch
eine entsprechende Wahl der Größe der Verengung 164., der Öffnung 16o und der durch
das Ventil 86 gesteuerten Höhenmesseröffnung eingestellt -wer-,den können.
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Es ist leicht ersichtlich, daß das Höhenmesserv entil auf Wunsch dazu
dienen könnte, den Kanal ,^8 statt des Kanals 8o zu steuern, oder auch daß das Höhenmesserventil
und das Sparventil umgestellt werden könnten. Der wichtige Faktor liegt darin, daß
die beiden Ventile in Reihe geschaltet sind, damit das eine Ventil bei einem durch
das andere Ventil beeinflußten Druck arbeitet, um eine gemeinsame Steuerung zu bewirken.
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Die Abb. d. zeigt in größerem Maßstab eine abgeänderte Sparventilausführun.g,
die sich zur Verwendung mit der Vorrichtung nach Abb. i eignet und einen luftleeren,
an einem Ende am Gehäuse 168 befestigten Balg 166 besitzt. Das feste Ende des Balges
trägt ein Rohr -170, in dem :das kugelförmige Ende einer Stange 172 verschiebbar
gelagert ist, die in fester Verbindung mit einem Verschluß 174 für
das
entgegengesetzte Ende des Balges steht. Der Verschluß 174. trägt auch eine Muffe
176, die dicht neben der Innenseite des Balges angeordnet ist und damit zusammenwirkt,
um eine Dämpferwirkung auszuüben und die Schwingungen des Balges zu dämpfen. Der
Balg ist zweckmäßig mit Öl gefüllt, um die Dämpferwirkung zu erhöhen. Das Rohr 170
und die Stange 172 dienen dazu, eine Abweichung der Balgenden zu verhindern, wobei
jedoch eine gegenseitige Bewegung derselben gegen- und auseinander und kreisbogenförmig
möglich ist.
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Der Endverschluß 174 ist bei 178 an einem Hebel i8o angelenkt, der
selbst mit einem Ende auf denn Gehäuse r68 bei 162 drehbar gelagert ist. Die Gelenkverbindung
178 dient auch dazu, einen Endverschluß 184 eines zweiten Balges 186 mit dem Hebel
i8o zu verbinden, wobei das entgegengesetzte Ende des Balges 186 am Gehäuse 168
in der Verlängerung des Balges 166 befestigt ist. Der Balg 186- ist am Gehäuse durch
ein Rohr 188 befestigt, das das Gehäuse durchsetzt und an diesem durch eine mit
Gewinde versehene Haube.i 9o befestigt ist. An seinem inneren Ende endet das Rohr
188 in eine zylindrische Verlängerung 192, in der ein Kolben 194 verschiebbar angeordnet
ist. Dieser Kolben ist durch ein Kugelgelenk mit einer Kolbenstange 196 verbunden.
die am Endverschluß 184 starr befestigt ist. Das Rohr 188 ist durch mehrere radiale
Öffnungen ic)8 mit der Außenseite der Verlängerung 192 verbunden, und eine dieser
Öffnungen bzw. Kanäle ist mit dein Innern der Verlängerung durch eine Öffnung verbunden,
,die durch ein einstellbares Nadelventil 200 gesteuert wird. Während des Gebrauches
ist der Balg 186 vollständig mit Öl oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt, deren
Viskosität ohne Rücksicht auf Temperaturänderungen im -%v,es,entlidh igleichbleibt,
so daß .die zylindrische Verlängerung 192 und der Kolben -i94 zusammen einen Dämpfer
bilden und gleichzeitig dazu dienen, ,die Balgenden in einer Linie zu halten.
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Das Rohr 188 ist mit einer Öffnung versehen, die mit einem Rohr 202
verbunden ist. Letzteres ist mit einer Seite eines durch eine -.Membran 2o6 geteilten
Gehäuses 2o4 verbunden. Die andere Seite -des Gehäuses 2o4 ist durch ein Rohr 2o8
mit einer Druckquelle verbunden, deren Druck entsprechend dem Betrieb des Motors
veränderlich ist und die hier aus dem hinter dem Gebläse liegenden Teil des Saugs.ammelrohres
des Motors besteht. Das Rohr 188, die Rohrleitung 202 und die damit verbundene Seite
des Raumes 204 sind alle mit Flüssigkeit gefüllt, um zwischen der Membran 2o,6 und
dem Balg 186 eine ununterbrochene Flüssigkeitssäule zu bilden, so daß etwaige Druckänderungen
in der Rohrieitung 2o8 durch die Membran im wesentlichen ohne Verringerung auf den
Balg übertragen werden.
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Da die Kraft, die durch den Balg 166 ausgeübt wird und den Hebel i8o
entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewegen sucht, für gewöhnlich bedeutend größer ist
als die durch den Balg 186 ausgeübte Kraft, die den Hebel in der anderen Richtung
zu bewegen sucht, sind nachgiebige Mittel vorgesehen, um den Hebel in einer neutralen
Stellung im Gleichgewicht zu halten. Wie gezeigt, bestehen diese Mittel aus einer
Muffe 2io, die von einem in einem zylindrischen Teil 214verschiebhar angeordneten
schalenförmigen Teil 212 getragen wird. Der Teil 214 trägt eine Stellschraube 216,
die sich mit ihrem Ende gegen (den schalenförmigen Teil 212 stützt, um die Einstellung
desselben zu bewirken, wobei eine Haube 2,18 vorgesehen ist, um die Stellschraube
einzuschließen. Eine Stange 22o besitzt ein kugelförmiges Ende, das im Rohr 2io
verschiebbar angeordnet ist. und endet in einen Kopf 222, der sich gegen eine vom
Hebel i 8o getragene Messerschneilde 224 stützt. Eine Muffe 226 ist am Kopf 222
befestigt und dient als Teilgehäuse für eine Druckfeder 228, die sich mit einem
Ende gegen den Kopf 222 und mit -dem anderen Ende gegen den schalenförmigen Teil
212 stützt.
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Das Gehäuse 16$ ist zweckmäßig im Einlaßende der Luftleitung io angeordnet
bzw. mit diesem Ende verbunden, so daß der Balg 166 eine Kraft ausübt, die sich
nach dem absoluten Druck im Lufteinlaß richtet, während >der Balg 186 eine Kraft
ausübt, die sich nach dem Unterschied zwischen diesem Druck und dem Druck im Saugsammelrohr
richtet. Auf diese Weise bewegt sich der Hebel,i8o entsprechend den Änderungen des
Druckes im Lufteinlaß und des Druckes im Saugsammelrohr und kann mit einem geeigneten
Ventil verbunden sein, um ,das Brennstoffgemisch zu regeln. Man könnte auch andere
Druckunterschiede verwenden, von denen mindestens einer vom Betrieb des Motors abhängt.
Eine Anordnung zur Regelung des Gemisches besteht darin, ein Brennstoffventil, wie
z. B. das Ventil 122 (s. Abb. i), mit einem Arm 23o zu verbinden, der selbst mit
dem Drehzapfen 182 außerhalb des Gehäuses 168 verbunden ist. Auf diese Weise wird
die Stellung des Brennstoffventils durch die gemeinsame Wirkung des Balges 166 und
186 gesteuert, um die Anreicherung des Gemisches zu verändern.
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Eine woitere Anordnung, die noch ausführlicher dargestellt ist, besteht
darin, am Gehäuse 168 eine Verlängerung 232 vorzusehen, die in der gezeigten Weise
mit dem Kanal 8o verbunden ist. Ein Ventilsitz 234 trennt die Verlängerung 232 vom
Gehäuse und besitzt eine zylindrische Verlängerung 236, die im oberen zylindrischen
Ende 239 eines kegelförmigen, durch ein biegsames Gestänge 24o mit dem Hebel i8o
verbundenen Ventils 238 :dicht und verschiebbar eingepaßt ist. Das Ventil 238 steuert
die Verbindung zwischen dem Kanal 8o und einer Rohrleitung 2q.2, die mit dem Zylinder
236 verbunden ist und auch mit dem Raum 82 verbunden sein kann. Dieses Ventil ist
für gewöhnlich teilweise geschlossen, um die Verbindung zwischen den Räumen 82 und
62 einzuschränken, aber wenn der Druck im Saugsammelrohr steigt, so dehnt seich
der Balg 186 aus, um das Ventil 238 zu öffnen, wodurch das Gemisch angereichert
wird. Die Steuerung des Ventils 238 erfolgt durch die Bälge 166 und,i86 zusammen
entsprechend den vereinigten Wirkungen des Druckes im Saugsammelrohr und des barometrischen
Druckes
im Luftstutzen an der Eintrittsstelle.
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Die Abb. 5 zeigt eine verschiedene Anwendung der Grundsätze der Erfindung.
Hier erfolgt die Brennstoffregelung entsprechend der Drehzahl des Motors und dem
absoluten Druck im Saugsammelrohr hinter dem Gebläse. Da die Anzahl der Zylinder
und die Verschiebung eines jeden Zylinders bei einem Motor gleichbleiben, so kann
die Geschwindigkeit der Luftströmung durch Messen der Motordrehzahl und der Dichte
der Luftladung in jedem Zylinder bestimmt werden, und wenn die Brennstoffzufuhr
entsprechend diesen beiden Faktoren geregelt wird, so erhält man das richtige Verhältnis
zwischen Luft und Brennstoff. Wie Abb. 5 zeigt, werden diese Grundsätze bei einer
Vorrichtung verwendet, die eine Luftleitung 35.o besitzt, die zu einem Gebläse oder
Auflader 352 führt, wodurch das Gemisch in den Motor gedrückt wird. Ein vom Führerstand
aus durch eine Stange 356 betätigtes Drosselventil 354 steuert die Luftzufuhr durch
die Leitung 350, so daß der Führer die Luftzufuhr zum. Motor unmittelbar
regelt, während die Brennstoffzufuhr in der weiter unten beschriebenen Weise selbsttätig
gesteuert wird.
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Der Brennstoff wird durch eine vom Motor angetriebene Pumpe unter
Druck zugeführt. Die allgemein mit 358 bezeichnete Pumpe kann von der gezeigten
Art sein, die an Hand der Abb. i beschrieben worden ist. Aus der Pumpe fließt der
Brennstoff in einen ringförmigen Raum 36o, dessen ringförmiger Auslaß durch eine
Muffe 362 gesteuert wird. Eine Stange 364 trägt tdie Muffe 362 und ist mit zwei
getrennten Membranen 366 und 368 verbunden. Ein Gehäuse 370 umgibt und trägt
die Membranen und ist durch diese in drei parallele Räume 372, 374 und 376 geteilt.
Der Raum 376 ist zweckmäßig oben durch eine eingeengte Entlüftungsöffnung 377 mit
dem Raum 374 verbunden, damit die Luft entweichen kann. Eine Feder 379 kann dazu
dienen, das Ventil 362 für den Leerlauf zu öffnen.
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Die Räume 372 und 374 sind durch einen Kanal 378 miteinander verbunden,
der durch ein mit einem geschlossenen Balg 382 verbundenes Nadelventil
380 gesteuert wird. Ein festes Gehäuse 384 umgibt und trägt :den Balg und
ist durch ein Rohr 385 mit dem Saugsamm-elrohr verbunden, so daß der Balg auf den
Druck im Saugsammelrohr anspricht und auch bis zu einem gewissen Grad durch die
Temperatur im Saugsammelrohr beeinflußt wird. Eine Druckfeder 386 dient dazu, das
Ventil 380 in die geschlossene Stellung zu bringen und den Balg 382 auszudehnen
und in eine normale ausgeglichene Stellung zu bringen, von welcher aus er sich nach
der einen oder der anderen Richtung bewegen kann, wenn sich der Druck im Saugsammelrohr
ändert.
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An .der Stelle, wo die Stange des Ventils 38o das Gehäuse durchsetzt,
ist sie zweckmäßig von einem kleinen Balg 388 umgeben und mit diesem verbunden,
um eine dichte reibungslose Packung zu bilden. Die Wirkung des Brennstoffdruckes
auf diesen Balg wird zweckmäßig durch einen ähnlichen Balg 39'° ausgeglichen, der
auf das eine Ende eines in seiner Mitte drehbar gelagerten Hebels 392 wirkt, dessen
entgegengesetztes Ende gegen das Ventil 380 stößt. Auf diese Weise kann sich
das Ventil 380 unter dem Einfluß des I4öhenmeßbalges 382 frei bewegen.
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Brennstoff unter Druck wird von der Pumpe durch den Raum 36o, durch
das Ventil 362 hindurch und in den Raum 372 gefördert. Von hier aus fließt der Brennstoff
.durch das Ventil 38o hindurch und durch den Kanal 378 in den Raum 374. Der letztgenannte
Raum ist durch ein Rohr 394 mit einer Einspritzdüse 396 verbunden, die von .der
bei 34 in der Abb. i gezeigten Art sein kann und dazu dient, den Brennstoff unter
Druck in die Luftleitung 350 zu zerstäuben, um mit der durch diese Leitung
strömenden Luft ein brennbares Gemisch zu bilden. Der Raum 374 ist ebenfalls mit
der Einlaßöffnung einer Zentrifugalpumpe verbunden, deren Laufrad 398 durch den
Motor angetrieben wird. Der Pumpenauslaß ist durch ein Rohr 400 mit dem Raum 376
verbunden, der mit Ausnahme der Entlüftungsöffnung 377 sonst geschlossen ist.
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Das Laufrad 398 ist in einem Gehäuse 402 angeordnet, das mit den Pumpenflügeln
nicht in dichtem Eingriff steht, so daß Flüssigkeit hierdurch nicht zwangsläufig
gefördert wird. Das umlaufende Laufrad erzeugt jedoch einen Druck im Auslaßrohr
40o und im Raum 37-6, wobei dieser Druck größer ist als der im Raum 374 herrschende
Druck. Diese Druckerhöhung entspricht dem Quadrat -der Drehzahl des Laufrades. Da
das Laufrad durch den Motor angetrieben wird, und da die Drehzahl des Motors ein
Maß für ,die Luftströmung ist, so ändert sich der Druckunterschied zwischen den
Räumen 376 und 374 entsprechend dem Quadrat der Luftströmung durch die Leitung
350.
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Während des Betriebes sind die Räume 372, 374 und 376 sowie das Pumpengehäuse
402 mit Brennstoff gefüllt. Da die Membranen 366 und 368 ungefähr dieselbe Größe
haben, so gleicht sich der Druck im Raum 374 von selbst aus, und die Drücke in den
Räumen 372 und 376 müssen auf gleicher Höhe gehalten werden. Dieses wird dadurch
erhalten, daß das Ventil 362 bei irgendwelcher Störung des Gleichgewichtes
geöffnet bzw. geschlossen wird. Der Druck im Raum 374 ist wegen des Arbeitens der
Düse 396 stets gleich und um einen Betrag, der dem Druckabfall in der Öffnung 378
entspricht, geringer als der Druck in den Räumen 372 und 376. Wie bekannt, entspricht
der Durchfluß durch eine Öffnung dem Produkt aus der Oberfläche und der Quadratwurzel
des Druckunterschiedes in der Öffnung, und da dieser Druckunterschied wegen des
Arbeitens des Laufrades 398 ,dem Quadrat der Motordrehzahl entspricht, so heben
sich die Quadrat- und Quadratwurzelfunktionen auf., so daß der Durchfluß durch die
Öffnung 378 der Motordrehzahl direkt proportional ist.
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Der Balg 382 steuert die wirksame Oberfläche der Öffnung 378 entsprechend
dem im Saugsammelrohr herrschenden Druck, der ein direktes Maß der Dichte der den
Zylindern zugeführten Luft ist. Auf
diese Weise wird die Brennstoffzufuhr
entsprechend der Änderung der Motordrehzahl (Luftdurchfluß) und der Luftdichte geregelt,
so daß ein richtiges Gemisch aufrechterhalten wird. Der Balg 382 könnte auch, statt
nur dem Druck im Saugsammelrohr, wie gezeigt, einer Vereinigung von mehreren Drücken
ausgesetzt sein, um eine andere Wirkung zu erhalten.
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Es versteht sich von selbst, daß die Sparsteuerung und die Handsteuerungen,
die in der Abb. i gezeigt sind, mit der Vorrichtung nach Abb. 5 verwendet werden
können, obgleich sie der Einfachheit halber hier nicht dargestellt sind.
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Die Ausführungsform der Erfindung nach Abb. 6 ist in mancher Hinsicht
mit der der Abb. i ähnlich, wobei gleiche Teile mit entsprechenden Bezugsnummern,
die um 400 erhöht wurden, bezeichnet sind.
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Es ist leicht ersichtlich, daß in dieser Ausführungsform die Stange
450, die die großen Membranen trägt, und die Brennstoffeinlaßventilvorrichtung frei
schwebend angeordnet sind, damit sie sich in eine Linie stellen können, um einen
seitlichen, auf die Stange bzw. auf das Ventil wirkenden Druck abzuschwächen, der
ein Verbiegen derselben verursachen könnte. Das äußerst-- rechte Ende der Stange
450 endet in eine Kugel 5oi, die in einer Hülse 503 verschiebbar angeordnet
ist. Diese Hülse dient ebenfalls zur Aufnahme einer Kugel 5o5, die von dem äußersten
linken Teil der Ventilstange 5o7 getragen wird.
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Ein kegelförmiges Einlaßventil 5o9 kann in einer Bohrung 5 i i verschiebbar
angeordnet sein. Das Einlaßventil 5o9 wird von einem Stöpsel 513 getragen, der auf
die Ventilstange 507 aufgeschraubt ist und zweckmäßig so eingestellt wird,
daß er dann fest aufsitzt, wenn die Membranenvorrichtung in der neutralen Stellung
liegt. Die Ventilvorrichtung wird durch eine äußere Mutter 5 15 festgehalten,
die zum Auseinandernehmen der Vorrichtung ohne Störung der Einstellung des Tellerventils
auf der Ventilstange gegenüber den Membranen entfernt werden kann. Eine Membran
5i7 dient dazu, das äußere Ende des Ventilteiles abzuschließen, um ein Entweichen
des Brennstoffes zu verhindern. Die Oberfläche der -,\lembran 5i7 ist gleich der
Oberfläche-der durch das Ventil 5o9 gesteuertenöffnung, um den Druckunterschied
beiderseits vom Ventil auszugleichen. -Eine Blattfeder 5ig, die mit der Hülse 5,o3
im Eingriff steht, kann an Stelle der Feder 69 der Ausführungsform nach der Abb.
i verwendet werden, um die :Membran- und Ventilvorrichtung für den Leerlauf in die
offene Stellung zu bringen. Die Kraft der Feder, die das Ventil in die offene Stellung
bringt, kann mittels der Stellschraube 521 Verändert werden. Die Feder 5ig
wird von einer Dichtung getragen, die mit dem äußeren Rand der liembran q.46 im
Eingriff steht, und wenn der Mantel, der die Ventilvorrichtung Sog umgibt, entfernt
wird, bleibt ,die Feder Sig in ihrer Stellung, wodurch es möglich ist, -die Einstellung
der Ventil- und Mernbranenvorrichtung zu kontrollieren. Es ist zu bemerken, daß
eine kleine Öffnung 523 die Membran 446 durchsetzt, damit die beiden Membranenräume
428 und 444 gleichzeitig mit Brennstoff gefüllt werden können. Die Größe dieser
Öffnung wird so gewählt, daß sie das Arbeiten .der Vorrichtung in keiner Weise beträchtlich
beeinträchtigt. Falls die Brennstoffsteuervorrichtung, die aus den Brennstoffdurchflußöffnungen
429, 43o, der Sparventilvorrichtung 525, dem Brennstoffraum 527 und dem Brennstoffauslaß
besteht, in einer Ebene angeordnet ist, die mit der Achse der Membranen-und Einlaßventilsteuervorrichtung
parallel liegt und sich in einem gewissen Abstand von dieser Achse befindet, so
kann der Brennstoff auf Wunsch dem unteren Ende des Raumes 428 entnommen und durch
die Brennstoffsteuervorrichtung hindurch nach oben geführt werden. In diesem Fall
soll die Öffnung 52- so angeordnet sein, daß sieden Raum 428 mit dem
Raum 527 oben verbindet, und der Raum 527 soll durch eine Entlüftungsöffnung mit
dem Raum 444 oben verbunden sein. Um den Raum 444 dem im Raum 527 herrschenden Druck
auszusetzen, sollen diese beiden Räume zweckmäßig an ihrem unteren Ende durch eine
Leitung miteinander verbunden sein.
-
Es ist gefunden worden, :daß das Verhältnis zwischen der Saugwirkung
des Venturirohre:s Druckunterschied im Luftstutzen mit dem Druckunterschied zwischen
.dosiertem und uridosiertem Brennstoff beiderseits von der Dosieröffnung gleich
ist, da die Brennstoffzufuhr ziemlich genau der Luftzufuhr folgt.
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Es soll noch der Umstand hervorgehoben werden, daß bei .der Ausführungsform
der Erfindung nach der Abb. 6 eine Sparvorrichtung verwendet wird. Bei dieser Vorrichtung
wird die Sparventilnadel, die die Membran betätigt, selbst durch den Druckunterschied
zwischen -dem uridosierten Brennstoff im Raum 428 und dem dosierten Brennstoff im
Raum 444 beiderseits von der Dosieröffnung betätigt.
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Bei der Luftsparvorrichtung arbeitet das Sparventil, das die Membran
betätigt und als Nadelventil ausgebildet i,st, entsprechend dem Druckunterschied
zwischen dem Venturirohr und dem Luftstutzen, und es ist zweckmäßig, ausgeglichene
Membranenverschlüsse zu verwenden, die den Druckunterschied zwischen dem Venturirohr
und dem Luftstutzen von der Brennstoffeinrichtung trennen. Bei Verwendung des Brennstoffsparventils
ist es natürlich nicht nötig, die ausgeglichenen Membranen zu verwenden.
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Es ist leicht ersichtlich, daß ein Sparventil 525 den uridosierten
Brennstoff im Raum 428 vom dosierten Brennstoff in einem Raum 527 über dem Raum
_144 trennt. Das Ventil 525 wird durch eine Feder 529 in die geschlossene
Stellung gebracht. Das Ventil kann durch eine Membranenvorrichtung 511
in die offene Stellung gebracht werden. Eine im Membranenraum 535 angeordnete Feder
533 bewegt die -Membran in der Richtung, in der das Ventil 525 entgegen -der Wirkung
der Feder 529 geöffnet wird. Die Feder 533 kann so eingestellt werden,
daß
sie das Ventil 525 bei einem beliebigen vorbestimmten Wert gegen seinen Sitz andrückt
Die Geschwindigkeit der Ventilöffnungsbewegung richtet sich natürlich nach ,dem
Unterscliie@d in den durch die Federn 529 und 533 ausgeübten Kräften.
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Die Membran 531 ist auf der einen Seite dem Druck des dosierten
Brennstofffes im Raum 527 ül"r dem Raum 444 und auf der anderen Seite dem Druck
des undosierten Brennstoffes im 1lembranenraum 535 ausgesetzt, wobei eine Leitung
537 in der gezeigten Weise dazu dient, den undosierten Brennstoff au-s dem Raum
d28 in den Membrarnenraum 535 zu bringen. Eine kleine Entlüftungsöffnung 539 ermöglicht
das Entweichen der etwa im Raum 535 enthaltenen Luft, die in dem undosierten Brennstoff
eingeschlossen war.
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Das der Meinbranenvorrichtung 53I entgegengesetzte Ende cies Sparventils
525 trägt einen Tauchkolben 54i, der in einem Zylinder 543 verschiebbar angeordnet
ist. Der Tauchkolben ist mit einer Öffnung 5.15 versehen, die den Durchfluß von
Brennstoff durch den Tauchkolben ermöglicht, um plötzliche Schwingungen oder Bewegungen
des Ventils zu dämpfen. Hierdurch wird ein wirksamer Dämpfer in passender Weise
geschaffen.
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Der dosierte Brennstoff wird aus dem Raum 527 der Einspritzdüse im
Saugkanal durch eine Leitung d.32 zugeführt.