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Schwerkraftstoff-Verdampfer-Anlage für Vergaser-Motoren Schwerkraftstoff-Verdampfer,
welche durch die Abgase des Motors beheizt werden und den Betrieb von Vergasermotoren
mit Schwerkraftstoffen ermöglichen, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
Zur Inbetriebnahme des Motors dient ein zusätzlicher Vergaser für Leichtkraftstoffe,
z. B. Benzin. Nach ausreichender Anwä.rmung des Schwerkraftstoff-Verdampfers wird
dieser, bei Kraftfahrzeugmotoren durch einen Fußhebel, bei ortsfesten Motoren meist
durch einen feststellbaren Handhebel, in Betrieb und der zusätzliche Vergaser für
Leichtkraftstoff außer Betrieb -gesetzt.
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Die bisher üblichen Anordnungen von Schwerkraftstoff-Verdampfern einschließlich
der Zuführungsleitungen zu den Zylindern haben erhebliche Nachteile, die sich hauptsächlich
darin zeigen, daß nach der Inbetriebnahme mit Leichtkraftstoff bei Umstellung auf
Schwerkraftstoff ein bedeutender Leistungsabfall eintritt. Diese Nachteile zeigen
sich besonders bei Teillastbetrieb, bei welchem Motoren mit üblichen Schwerkraftstoff-Verdampfern
ein nasses, aus flüssigem und verdampftem Schwerkraftstoff und aus Luft bestehendes
Gemisch erhalten. Diese Tatsache ist darauf zurückzuführen, daß infolge der geringeren
Abgasmenge eine weniger intensive Beheizung des Verdampfers erfolgt und nach Mischung
des aus dem Verdampfer austretenden Schwerkraftstoffdampfes mit der notwendigen
Verbrennungsluft in den verhältnismälßig langen Ansaugewegen zu den Zylindern eine
unerwünschte Kondensation des Schwerkraftstoffdampfes eintritt. Außerdem wird die
beigemischte Verbrennungsluft auf verhältnismäßlig hohe Temperaturen erwärmt, so
daß bei dem verringerten
Luftgewicht die notwendige Zylinderfüllung
nicht mehr erreicht werden kann.
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Gemäß der Erfindung werden verschiedene Maßnahmen zur baulichen Ausgestaltung
sowohl des Schwerkraftstoff-Verdampfers-selbst als auch der Zuführung des Schwerkraftstoffdampfes
und der Verbrennungsluft zu den Zylindern vorgeschlagen, welche sicherstellen, daß:
allen Zylindern des Motors vollständig verdampfter Schwerkraftstoff und die notwendige
Gewichtsmenge Verbrennungsluft zugeführt wird. So wird die erforderliche Zylinderfüllung
bei allen Betriebsdrehzahlen und Belastungsverhältnissen, insbesondere auch bei
Teillast, erreicht.
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Der im Rahmen der Erfindung verwendete Schwerkraftstoff-Verdampfer
ist bis auf die Absaugeleitung für den Schwerkraftstoffdampf vollkommen luftdicht
abgeschlossen. Von der Absaugestelle des Verdampfers führen Leitungen fürr den Schwerkraftstofbdampf
zu den Regelorganen in den Ansaugeleitungen der Zylinder, wo sie sich mit den Leitungen
für die Verbrennungsluft vereinigen. Erfindungsgemäß; ist also das von Schwerkraftstoffdampf
und Verbrennungsluft gemeinsam durchströmte Leitungsstück auf die kürzeste Lähge
beschränkt,_de_.,praktisch möglich ist.
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Ein weiterer Erfindungsschritt besteht darin, zwischen den Ansaugekrümmern
der einzelnen Zylinder ein etwa parallel zur Längsachse des Motors liegendes Ausgleichsrohr
anzuordnen. Es hat sich herausgestellt, daß die zufriedenstellende Arbeitsweise
von Schwerkraftstoff-Verdampfern u. a. auch von einer gleichmäßigen Ausgestaltung
der Ansaugeleitungen abhängig ist, d. h. die Länge der Ansaugewege und ihr Querschnitt
sollten für alle Zylinder gleich sein. Eine in diesem Sinne gleiche Anordnung läßt
sich z. B. für einen Vier-Zylindermotor verwirklichen, aber. nicht für Motoren mit
mehr Zylindern.
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Diese Nachteile werden durch das Ausgleichsrohr beseitigt, das als
Verbindung der Ansaugeleitungen angeordnet wird und in welchem, insbesondere bei
Änderung der Drehzahl bzw. der Belastung, die von einem Zylinder während des Ansaugehubs
nicht aufgenommenen Schwerkraftstoffdampfmengen in dem Ausgleichsrohr aufgespeichert
und dem imArbeitsspiel folgenden Zylinder zugeführt werden. Der Lufteintritt erfolgt
vorzugsweise an einem Ende des Ausgleichsrohres. Schwerkraftstoffdampf und Verbrennungsluft
werden also auch bei Anordnung eines Ausgleichsrohres erst unmittelbar vor dem Eintritt
in den Zylinder miteinander gemischt. Die Zylinder erhalten auf diese Weise ein
von Kondensationströpfchen freies Schwerkraftstoffdampf-Ltift-Gemisch von verhältnismäßig
niedriger Temperatur, so daßr die notwendige Zylinderfüllung erreicht wird.
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Zur weiteren Vervollkommnung der Erfindung wird die Anbringung einer
Drosselklappe an dem Lufteintritt des Ausgleichsrohres vorgeschlagen. Diese Drosselklappe
erleichtert die Anpassung der Zusammensetzung des Gemisches an die verschiedenen
Drehzahlen. Zu diesem Zwecke wird bei höheren Drehzahlen durch eine geringe Drosselung
mittels der Drosselklappe am@Lufteintritt des Ausgleichsrohres die Luftgeschwindigkeit
erhöht, während gleichzeitig .die Regelorgane in den Ansaugekrümmern weiter geöffnet
werden. Durch die erhöhte Luftgeschwindigkeit wird eine größere Schwerkraftstoffdampfmenge
mitgerissen. Die Drosselklappe für die Luft ist mittels eines Gestänges mit den
Absperrorganen in den Ansaugekrümmern derart gekoppelt, daBi bei Freigabe eines
größeren Querschnitts für den Schwerkraftstoffdampf eine Drosselung der Luftzufuhr
eintritt. Das durch die' höhere Luftgeschwindigkeit bewirkte verstärkte Mitreißen
von Schwerkraftstoffdampf verursacht im Schwerkraftstoff-Verdampfer entsprechend
seiner Bauart eine stärkere Verdampfungsleistung.
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Eine Anpassung des Lieferungsgrades des Schwerkraftstoff-Verdampfers
kann auch durch eine neuartige Ausgestaltung seiner Brennstoffdüvsen erreicht werden,
welche mit einem auf die Druckdifferenz zwischen dem zulaufenden Brennstoff und
dem durch den Motor erzeugten Unterdruck ansprechenden Regelorgan baulich zu einer
Einheit vereinigt sind. Eine Erhöhung des Unterdrucks bewirkt also eine verstärkte
Zuführung von Brennstoff und damit eine größere Verdampferleistung.
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Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel ,der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Fig. i ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Schwerkraftstoff-Verdampfer
und die zu den Zylindern führenden Leitungen. Ein etwa waagerecht angeordnetes,
zylindrisches Gehäuse i nimmt in seiner Mitte in einem senkrecht angeordneten Behälter
5 den eigentlichen Verdampfer 6 auf. Das Gehäuse i ist durch kugelförmige Kappen
2, welche die Verbindung ,zu den Abgaskrümmern 3 herstellen, abgeschlossen. Der
senkrechte Behälter 5 weist an den den Mappen2 zugekehrten Seiten große Öffnungen
22 für den Durchtritt der Abgase auf. Die Heizrohre 7 des Verdampfers sind in dessen
Gehäuse 6 waagerecht untergebracht (vgl. auch Fig. 2). Der senkrechte Behälter 5
mit dem Verdampfer 6 wird an seiner Oberseite durch einen mit dem Behälter 5 z.
B. fest verbundenen Ring io mit einer Schraubkappe 13 verschlossen, durch welche
das Düsenkreuz 12 zugänglich und auswechselbar ist (im dargestellten Beispiel ein
Düsenkreuz mit vier Düsen). Der Schwerkraftstoff wird durch die Leitung 23 von dem
Schwimmergehäuse i i dem Düsenkreuz 12 zugeführt. Am unteren Ende des Verdampfergehäuses
6 ist eine durch den Gewindestopfen' 8 verschließbare Öffnung vorgesehen, durch
welche die Verdampfung kontrolliert und gegebenenfalls Verdampfungsrückstände abgelassen
werden können. Der in dem Verdampfergehäuse 6 erzeugte Brennstoffdampf wird durch
die Leitungen 14 den zu den Ansaugekanälen der Zylinder führenden Leitungen 16 zugeführt
(vgl. `auch Fig.3). Hinter der Einmühdung der Leitungen 14 in die Leitungen 16 sind
Absperr- und Regelorgan vorgesehen. In Fig. z ist als ein solches Absperr- und
Regelorgan
ein Drehschieber 15 gezeigt, während in Fig. 3 an Stelle der Drehschieber
Drosselklappen 18 dargestellt sind. Die Drehschieber 15 bzw. Drosselklappen 18 sind
über ein Gestänge 21 verbunden, durch welches sie in Abhängigkeit voneinander betätigt
werden. Die Enden der Leitungen 16 sind durch das Ausgleichsrohr 17 verbunden. Mit
dem Gestänge 23 ist auch die Drosselklappe 23 in dem Ausgleichsrohr 17 verbunden.
Die Ansaugekanäle der Zylinder sind durch die mit 24 bezeichneten Kreise angedeutet.
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Die Schwerkraftstoff-Verdampfer-Anlage arbeitet folgendermaßen Der
Motor wird bei geschlossenen Absperr- und Regelorganen 15 bz.w.18 über einen an
dem Flansch 19 befestigten Benzinvergaser in Betrieb genommen. Die von dem Motor
gelieferten Abgase strömen über die Leitungen 3 von den Abgaskanälen der Zylinder
in das zylindrische, durch die Kugelklappen 2 abgeschlossene Gehäuse i und bewirken
eine Vorwärmung der Schwerkraftstoffdampfleitungen 14, durchfluten die Öffnungen
22 des senkrecht stehenden Behälters 5 und durchströmen die Heizrohre 7 des Schwerkraftstoff-Verdampfers
6, von wo sie über eine Abgasleitung 2o ins Freie geführt werden. Aus dem Schwimmergehäuse
i i wird über die Leitung 23 dem Düsenkreuz 12 Schwerkraftstoff zugeführt, welcher
herabtropfend verdampft wird.
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Nach genügender Vorwärmung wird die Drosselklappe des Benzinvergasers
geschlossen und das Gestänge 21 zur Öffnung der Absperr- und Regelorgane 15 b.zw.
18 geöffnet. Die an diesen Absperrorganen vorbeiströmende Luft rerZt aus den seitlich
an die Leitungen 16 herangeführten Leitungen 14 Schwerkraftstoffdampf mit.
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Bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform wird dann bei weiterem
Öffnen der Drosselklappen 18 die Drosselklappe 23 über das Gestänge 2i etwas geschlossen,
so daß durch die erhöhte Luftgeschwindigkeit eine größere Menge Schwerkraftstoffdampf
aus den Leitungen 14 mitgerissen wird. Die stärkere Absaugung von Schwerkraftstoffdampf
aus dem Schwerkraftstoff-Verdampfer regt diesen entsprechend seiner Bauart zu einer
größeren Verdampfungsleistung an. Dabei ist es von Vorteil, Düsen vorzusehen, welche
bei einem größeren Unterdruck eine größere Menge Schwerkraftstoff liefern.
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Ein Motor, welcher mit der erfindungsgemäßen Schwerkraftstoff-Verdampfer-Anlage
ausgerüstet ist, hat gegenüber einem Motor, welcher mit einem Schwerkraftstoff-Verdampfer
bekannter Bauart betrieben wird, erhebliche Vorteile. Durch die Zuführung des Gasgemisches
auf kürzestem Wege an die Ansaugekanäle der Zylinder wird eine Kondensation von
Schwerkraftstoff verhindert. Die erfindungsgemäße Luft- und Schwerkraftstoffdampfzuführung
ermöglicht eine störungslose Anpassung des Brennstoffdampf-Luft-Gemisches an die
wechselnde Betriebsdrehzahl bzw. Belastung, so daß eine Rauchentwicklung, welche
sonst insbesondere bei Drehzahländerungen auftritt, vermieden wird. Durch das Ausgleichsrohr
werden von einem Zylinder nicht verbrauchte Brennstoffdampfmengen kurzzeitig gespeichert
und dem nächsten ansaugenden Zylinder zugeführt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schwerkraftstoffanlage
besteht darin, daß ein gegebenenfalls wärmeisolierter Speicherbehälter für Schwerkraftstoff
vorgesehen wird. Zweckmäßigerweise wird dieser Speicherbehälter in dem von dem Gehäuse
i umschlossenen Vorwärmeraum, der, wie oben erwähnt, die Schwerkraftstoffdampfleitungen
14 auf den größten Teil ihres Weges umhüllt, untergebracht.
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In Fig. i ist an einer der Schwerkraftstoffdampfleitungen 14 strichpunktiert
ein Speicherbehälter 26 angedeutet. Dieser enthält eine Trennwand 27, welche eine
zwangsläufige Durchspülung des ganzen Speicherbehälters während des Betriebes bewirkt.
Dadurch wird sichergestellt, da@ß beim Abstellen des Motors der Speicherbehälter
mit frischem Schwerkraftstoffdampf gefüllt ist, welches beim Wiederanstellen von
den Zylindern angesaugt wird.
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Ähnliche Speicherbehälter werden an jeder der Ansaugeleitungen 14
vorgesehen, wobei sie vorzugsweise so angeordnet sind, daß sie innerhalb des Vorwärmeraumes
i liegen.