DE903757C

DE903757C - Radialvergaser fuer Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE903757C
Application number: DEP20601A
Authority: DE
Inventors: Hans A Frhr Von Seld
Original assignee: Metallbau Semler GmbH
Current assignee: Metallbau Semler GmbH
Priority date: 1948-11-04
Filing date: 1948-11-04
Publication date: 1955-04-14

Description

Radialvergaser für Verbrennungsmotoren Gemischansaugende Verbrennungsmotoren werden nach dem heutigen Stand der Technik mit Vergasern ausgerüstet, welche mit einem Venturirohr von unveränderlichem Durchmesser ausgestattet sind. Ein solcher Vergaser ist für Motoren mit konstanter Drehzahl gut brauchbar, jedoch für Motoren, deren Betriebszustände stark schwanken, mit Nachteilen behaftet. Bei langsamer Drehzahl des Motors ist die Luftgeschwindigkeit in dem Lufttrichter zu gering, um die nötige Brennstoffmenge aus der Düse zu saugen, so daß der Motor ein zu armes Gemisch erhält und deshalb schlecht beschleunigt, während bei hohen Drehzahlen eine Drosselung der Motorhöchstleistung dadurch eintritt, daß der Lufttrichter zu eng ist, um eine völlige Füllung des Zylinders zuzulassen. Dementsprechend wird bei der Auslegung der Motorenmuster, je nach deren Verwendungszweck, bei Drosselmotoren, die im Stadtverkehr laufen sollen, ein enges Ansaugrohr mit engem Lufttrichter verwendet, während bei Hochleistungsmotoren, wie z. B. Flug- und Rennmotoren, bei denen auf übergänge kein so großer Wert gelegt werden muß wie auf die Höchstleistung, große Ansaugrohrweiten mit Lufttrichtern größeren Durchmessers Anwendung finden. Man kann die Gasbildung der schwankenden Luftgeschwindigkeit im Ansaugrohr durch Änderung des Düsenquerschnittes mittels verstellbarer konischer Nadel oder durch ein Bremsdüsensystem insofern ausgleichen, als man die Brennstoffzufuhren der schwankenden Luftgeschwindigkeit anpaßt und dadurch über den ganzen Drehzahlbereich einwandfreies Gas erhält. Die Drosselwirkung des Lufttrichters ist jedoch nicht ausgleichbar.
Rein strömungstechnisch weichen die inneren Konturen gebräuchlicher Vergaser von der idealen Stromlinienform bedeutend ab. Führung des Luftstromes in Winkeln, sprunghaft wechselnde Querschnittsänderungen, Drosselklappen, Luftklappen, Düsenstöcke u. dgl. hemmen den Luftstrom und verhindern eine völlige Füllung der Zylinder. Die Luftgeschwindigkeit, welche durch impulsartiges Arbeiten des Motors und die wechselnden Kolbengeschwindigkeiten durch Schwingungen behindert wird, wird weiterhin durch die mehrmalige Umwandlung von kinetischer in potentielle Energie herabgesetzt, weil mit jeder Umwandlung Verluste verbunden sind. Bei plötzlicher Öffnung der Drossel können die Gase in der strömungsungünstigen Vergaserkammer nur langsam höhere Geschwindigkeit annehmen, was sich in mangelnder Beschleunigung der Maschine auswirkt. Die Vergaser bauen ziemlich lang, wodurch die Gesamtlänge des Ansaugrohres verlängert wird. Dieses gibt insofern einen Nachteil, als sich die Schwingungen des Ansaugrohres bei langen Ansaugrohren ungünstiger gestalten und geringere Füllungen ergeben.
Die Beschleunigung von Luft bei pulsierender Einströmung in die Rohre ist abhängig von der Gestaltung des Rohreinlaufes, welcher in demselb?n Maße zum Rohr hin an Querschnitt abnehmen muß, wie die Luft an Geschwindigkeit zunimmt. Die weitere Strömung im Rohr ist abhängig von der glatten Beschaffenheit des Rohrinnern, der Vermeidung von Querschnittsänderungen und Rohrkrümmungen. Bei Anwendung eines Lufttrichters ist der Strömungsverlust innerhalb des Lufttrichters von der theoretisch richtigen Gestaltung der Übergänge innerhalb des Lufttrichters und dem Erweiterungswinkel abhängig (Lavaldüse).
Für jeden Betriebszustand des Motors ist eine besondere Form des Venturirohres und eine entsprechende Form des Einlaufes die am besten geeignete. Ein Vergaser, welcher variabel für jede Drehzahl die vollkommene Form des in eine Lavaldüse auslaufenden entsprechenden Venturirohres und des zugehörigen Einlaufes aufweist, wird die geringsten Einströmungsverluste und die größte Beschleunigung der Ansauggeschwindigkeit verzeichnen.
Ein solcher Vergaser, welcher zusätzlich durch kurze Bauart und einen Radialströmungseffekt die Schwingung im Ansaugrohr günstig beeinflußt sowie über den ganzen Drehzahlbereich gleichbleibende Sogkraft an der Düse bewirkt, ist Gegenstand der Erfindung.
Der Radialvergaser besteht aus einem festen und einem drehbaren Kurvenstück. Die Kurven ergeben bei ihrer Veränderung zueinander den jeweils für den betreffenden Betriebszustand des Motors günstigsten Einlauftrichter, das entsprechende Venturirohr und die zugehörige Lavaldüse. Zugleich wird eine konische Düsennadel bewegt, wodurch das Gasgemisch in konstanter Zusammensetzung gehalten wird.
Der Vergaser hat eine Hauptdüse und zwei oder mehrere Leerlaufzerstäuber. Bei Vollgas arbeiten die Leerlaufzerstäuber als Luftzuführung zu der Zerstäuberkammer, so daß aus dem Hauptzerstäuber ein Schaumgemisch in die Mischkammer austritt. Bei Leerlauf strömt- ein Teil des Gasgemisches durch den Hauptzerstäuber in die Zerstäubungskammer,wodurch auch aus den Leerlaufzerstäubern bei Leerlauf ein feines Schaumgemisch austritt.
Beim@Übergang arbeitet ein Leerlaufzerstäuber als Luftzuführung und der andere Leerlaufzerstäuber mit dem Hauptzerstäuber zusammen als Gemischaustritt. Bei voll geöffnetem Vergaser wird zusätzlich Brennstoff zugeführt, während über den Regulierbereich von 1/s Last bis 5/s Last der Vergaser im Sparbetrieb arbeitet.
Infolge der günstigen Einströmung der Luft in den Vergaser herrscht in diesem ein sehr geringer Unterdruck und ist dementsprechend der Brennstöffspiegel nur wenige Millimeter unterhalb der Hauptdüse gelegen.
Die Düse liegt beim Motorradvergaser in Fahrtrichtung gesehen hinter der Schwimmerkammer: Hierdurch wird bei Steigungen der Brennstoffspiegel bis unmittelbar vor die Düsenhöhe steigen, während er bei Talfahrten unter die Düsenhöhe absinkt, so daß der Vergaser sparsam arbeitet.
Die Ausbildung des Schwimmers als Kippschwimmer bewirkt ein einwandfreies Arbeiten der Schwimmernadel auch bei schräg liegender Maschine. Obwohl die Verstelleinrichtung im Innern des Vergasers angeordnet ist und ein reichlich bemessener Benzinfilter im Vergaser untergebracht ist, - hat der Vergaser nur kleine Abmessungen. So ist z. B. der Vergaser für eine roo-ccm-Maschine nur etwa 38 mm lang bei einem Durchmesser von 66 mm, den Luftfilter eingeschlossen. Er ist also etwas größer als eine Streichholzschachtel. Die ganze Länge dieses Vergasers einschließlich Ansaugstutzen beträgt nur etwa 72 mm.
Der Vergaser hat das Aussehen eines besonders formschönen Luftfilters.
Eine Sonderheit ist, daß infolge des Radialströmungseffektes Rückschwingungen im Ansaugrohr in der Mischkammer verebben, wodurch die Schwingungsamplituden niedriger und die Frequenzen höher werden, so daß eine bessere Füllung des Kurbelgehäuses bei Zweitaktmotoren erzielt wird. Angenehm ist, daß man beim Fluten bzw. Tippen des Schwimmers nicht mit dem Brennstoff in Berührung kommt, sondern der austretende Brennstoff gleichzeitig über die ganze Innenfläche des Luftfilters verteilt wird, wodurch beim Start eine zusätzliche Oberflächenvergasung im Filter stattfindet, welche nach Belieben variiert werden kann, so daß auch bei kältester Witterung ein sicherer Start gewährleistet ist.
Bei den größeren Motorradvergasern ist ein Startknopf vorgesehen, der bei kalter Maschine eine reichlichere Brennstoffversorgung bewirkt, die bei voll geöffneter Drossel automatisch auf die normale Betriebsstellung zurückgeht, indem der Startknopf hierbei auf Nullstellung geht.
Man kann die Düse oder das Brennstoffilter zu einer eventuellen Reinigung bequem herausnehmen sowie den Brennstoff aus der Schwimmerkammer ablassen, ohne den Vergaser abmontieren oder auseinander nehmen zu müssen. Durch Lösung zweier Rändelschrauben kann man den Vergaser in wenigen Sekunden auseinandernehmen.
Das veränderliche Venturirohr in Verbindung mit den idealen Einlaufkurven ergibt eine verblüffende Beschleunigung und die mit dem Motor überhaupt erzielbare Maximalleistung.
Der Vergaser läßt sich sowohl horizontal als auch vertikal, stehend oder hängend oder in einem Winkel geneigt, ausführen und anordnen.
Für Kraftwagen wird der Vergaser nach der Erfindung zweckmäßig als vertikaler Fallstromvergaser ausgeführt. Der in das Ansaugrohr übergehende Körper trägt in seinem Innern vertikal beweglich den eigentlichen Kurvenkörper, der durch eine Feder gehoben wird und durch den Unterdruck im Ansaugrohr gesenkt wird. Der Tragkörper trägt auf seinem Umfang die Filteranlage, welche die zentral angeordnete Schwimmerkammer trägt. In der Mitte der Schwimmerkammer ist der Düsenstock angeordnet, der eine zentrale Bohrung aufweist, in der ein Rohr geführt ist, das in dem zweiten Kurvenkörper eingeschraubt ist. Dieses Rohr trägt am oberen Ende die konische Düsennadel und wird am unteren Ende durch die im Kurvenkörper vorgesehene Zerstäuberöffnung fortgesetzt. Oben im Düsenstock ist die Düse angeordnet, welche von der Düsennadel durchdrungen wird. Der Kurvenkörper ist genau über der Schwimmerkammer eingepaßt, so daß sich zwischen Schwimmerkammer und Kurvenkörper ein veränderlicher Raum bildet. Wird der Kurvenkörper gesenkt, so wird das aus der Düse fließende Benzin in diesen Hohlraum geleitet und gespeichert. Wird der Körper gehoben, so wird dieses gespeicherte Benzin durch die Kanäle aus dem Zerstäuber gedrückt.
Im Kreise sind am Kurvenkörper kleine Zerstäuberöffnungen angeordnet, welche durch Kanäle mit der Hauptzerstäuberöffnung in Verbindung stehen. Hier tritt im Leerlauf und in niedrigen Übergängen Brennstoff aus, während bei Vollast hier Luft angesaugt wird und zur Zerstäuberdüse strömt, wo sich ein Schaumgemisch bildet.
Der Kurvenkörper kann z. B. über Stoßstangen durch den Arm einer Schere gehoben werden, während der andere vom Unterdruck gesteuerte Kurvenkörper durch den anderen Arm der Schere gesenkt werden kann, nachdem der Kurvenkörper seine Endstellung erreicht hat.
Der Schwimmer ist allseitig beweglich aufgehängt und gestattet starke Schräglagen des Vergasers ohne Störungen. In der Mitte der Schwimmerkammer sind die Brennstoffzufuhr und' ein Brennstoffilter vorgesehen. An dieses Brennstoffilter schließt sich die Schwimmernadel an.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Prinzip dargestellt.
Fig. i, i a, i b und i c zeigen schematisch das Prinzip der Erfindung, nämlich die idealen Einströmkurv en. Dabei entspricht Fig. i a der Vollgaseinstellung des Vergasers, wobei mit a die ideale Einströmhyperbel bezeichnet ist, die sich zum Ansaugrohrdurchmesser f hin verengt.
Fig. i b zeigt den Vergaserquerschnitt in der Mitteleinstellung. Hierbei sind die von den Vergaserwänden gebildeten Einströmhyperbeln a einander so weit genähert, daß eine teilweise Drosselung erfolgt. Die Hyperbeln a gehen in ein ideales Venturirohr b über, das sich zum Ansaugrohrdurchmesser f hin in Form einer idealen Lavaldüse erweitert.
Fig. i c zeigt den Vergaserquerschnitt in analoger Weise in Leerlaufstellung.
Fig. i zeigt über der Grundlinie aufgetragen verschiedene Vergaserquerschnitte, die aus den Hyperbeln a und bei den Drosselstellungen auch aus den Venturirohrformen b und den Erweiterungsdüsen c bestehen. Der Pfeil kennzeichnet dabei die Einströmrichtung. Die in dieser Figur dargestellten idealen Einströmquerschnitte sind unabhängig von der drehrunden Form.
Fig.2zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vergasers im Prinzip gemäß Fig. i, i a bis i c.
Fig. 3 zeigt die gleiche Ausführung mit anderer Steuerstellung.
Bei dieser Ausführung ist, wie Fig. 2 zeigt, die ideale Einströmhyperbel a um das schraffierte Volumen auf die vergrößerte Einströmhyperbel d erweitert. Das zwischen der idealen Hyperbel a und der erweiterten Hyperbel d zugesetzte Volumen wird in Form eines konkaven Kegels 3, der axial verschieblich angeordnet ist, wieder ausgeglichen, so daß der wirksame Gesamteinströmquerschnitt, der von - der Hyperbel d und der Wandung e des Kegels 3 gebildet wird, wieder den in Fig. i a aufgezeigten idealen Einströmquerschnitt bildet.
Aus Fig.3 ist ersichtlich, daß zwischen dem Kegel 3 und dem Einströmrohr d ein unveränderlicher Querschnitt gegeben ist, dem ein veränder licher Querschnitt zwischen dem gestrichelten Umriß des Kegels 3 und dessen ausgezogener Schließstellung hinzugefügt wird. Beide Querschnitte ergeben gemeinsam die in der Fig. i dargestellten idealen Einströmquerschnitte, die in ihrem Verlauf beliebig dadurch veränderbar sind, daß der unveränderliche Querschnitt gegenüber dem veränderlichen entsprechend abgestimmt wird, da die Querschnitte bei axialer Veränderung linear und bei radialer Veränderung quadratisch geändert werden.
Durch Unterteilung des in Fig. i a dargestellten Einströmquerschnittes in einen Ringquerschnitt gemäß Fig. 2 wird ein Radialströmungseffekt an der Spitze des Kegels 3 erzeugt, da sich die einströmende Luft an die konkave Krümmung der Wandung 2, durch welche sie umgelenkt wird, anlegt und in Richtung zur Spitze des Kegels 3 hin infolge der Verkleinerung der Oberfläche an dieser Spitze in ihrer Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt, so daß an der Spitze auch bei großem Gesamtquerschnitt des Vergasers ein Unterdruckkern entsteht. Dieser Unterdruckkern ist in der Lage, bei geöffnetem Kegel 3 das Brennstoff-Schaum-Gemisch aus -der Spitze des Kegels zu saugen und dieses im Ansaugrohr g selbst in Gas umzuwandeln.
Fig.4 bis 8 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Vergasers im Querschnitt bzw. in Seitenansicht.
Fig. 9 zeigt einen Fallstromvergaser für Autos im Querschnitt.
Fig. ro zeigt einen Fallstromvergaser für Motorräder mit kippbarem Schwimmer, ebenfalls im Querschnitt.
Fig. i i zeigt einen anderen Querschnitt des Vergasers der Fig. io, und Fig. 12 zeigt Ansicht und teilweisen Schnitt der Hauptteile eines ähnlichen Vergasers, wie in Fig. io dargestellt.
In den Fig.4 bis 8 wird durch den Vergaserkörper i eine Einströmkurve d (Fig. 2, 3) gebildet. Der Körper i wird mittels zylindrischen Stutzens i, und Klemmschraube ib auf dem Ansaugrohr des Motors befestigt.
In einer Ringnut 12 des Körpers i ist ein Filter 6 gelagert, gegen den die Schwimmerkammer 5 und deren Deckel 9 durch Schrauben3i gepreßt werden. Hierdurch bildet der Körper i mit dem Filter 6 der Schwimmerkammer 5 und deren Deckel 9 ein Ganzes. Das Filter 6 kann jedoch z. B. auch hinter der Schwimmerkammer 5 angeordnet werden. Die Schwimmerkammer 5 ist durchdrungen von einem Lagerungsrohr 16, das in seinem Innern das axial verschiebbare Rohr 32 aufnimmt. Dieses Rohr 32 ist fest verbunden mit dem konischen Kegel 3, der sich mit dem Rohr 32 gemeinsam verschieben läßt. Diese Verschiebung erfolgt zweckmäßig durch eine Übersetzung, welche durch einen Hebel (Fig. io) oder durch Verdrehung des Kegels 3 auf dem Gewinde der Schwimmerkammer 5 und des Schwimmkammerdeckels 9 durch einen tangential und im Winkel des Gewindes i9 einlaufenden Bowdenzug 2i bewirkt wird. Die Öffnung des Vergasers erfolgt durch Rückwärtsdrehung des Kegels 3 auf dem Gewinde i9 durch den Druck der Feder 22.
Am Körper i ist eine durch die Feder 33 arretierte Leerlaufschraube 23 vorgesehen, gegen die der Anschlag 24 des Körpers 3 in Leerlaufstellung anliegt. .
An dein hohlen Führungsrohr 32 ist ein durchbrochener Konus 34 eingeschraubt, der zur Regulierung der Vorzerstäubungsluft der ersten Zerstäuberstufe dient, die durch die kalibrierte Bohrung 13 zugeführt wird. Dieser Konus 34 trägt die Düsennadel 8, welche sich zusammen mit dem Konus-34, dem Röhrchen 32 und dein Kegel 3 axial verschiebt.
In der Schwimmerkammer 5 ist die Düse 7 konzentrisch zur Düsennadel 8 eingeschraubt, deren Querschnitt bei der Verschiebung der Düsennadel 8 ebenso verändert wird wie der Querschnitt der Luftzuführung zwischen dem Konus 34 und der dem Kegel 3 zugekehrten Fläche der Düse 7. Aus der Zeichnung ist ebenso wie bei Fig. 9 ersichtlich, das die Luftzuführung bei Öffnung des Vergasers verkleinert wird, während die Brennstoffzuführung sich vergrößert. Die Luftzuführung kann dabei auch durch die Schwimmerkammer 5 geleitet werden, und zwar durch die Bohrung 25, welche hierbei als Luftdrossel dient und einen Unterdruck in der Schwimmerkammer 5 bei geschlossenem Vergaser erzeugt.
Die Düse 7 wird zweckmäßig am hinteren Ende der Schwimmerkammer 5 angeordnet, da sie hier nach Lösen der Verschlusschraube io leicht zugänglich ist und im Führungsrohr 32 ein längerer Weg für die zur Vorzerstäubung nötige Bildung von Brennstoffschaumgemisch zur Verfügung steht. Die Düse 7 kann, wie in Fig. io gezeigt, direkt hinter der Spitze des Kegels 3 angeordnet werden, wenn kurze Zerstäubungswege erwünscht sind. Die Schwimmerkammer 5 kann gemäß Fig. ii und 12 fest mit dem Kegel 3 verbunden werden und sich auf dem Joch 35 verschieben. Zweckmäßiger ist jedoch, die Schwimmerkammer 5 fest anzuordnen und nur den Kegel 3 zu verschieben, so das sich zwischen der Schwimmerkammer 5 und demKegel 3 eine Entlastungskammer 36 bildet, aus der die Luft bei geschlossener Vergaserstellung durch die Bohrung 37 abgesaugt wird. Dadurch wird vermieden, das sich bei Leeraufstellung der Kegel 3 auf dem Einströmrohr i festsaugt und umgekehrt bei Öffnung dann wieder sofort einen großen Querschnitt bildet und so eine kontinuierliche Steuerung des Vergasers unmöglich ist.
Der Brennstoff tritt durch den Nippel29, den Siebhalter 28 und das Sieb 27 in die Brennstoffkammer des Schwimmerkammerdeckels 9 ein, von wo er durch das Schwimmerventil 18, das durch den Kippschwimmer 17 gesteuert wird, in die Schwimmerkammer 5 gelangt. Von hier fließt er durch die Steigbohrung 37 zur Düse 7.
An der Spitze des Kegels 3 befindet sich die Vorzerstäuberkammer 4, in welche die Vorzerstäubungsluft durch Bohrungen i i aus der Staubdruckzone zugeleitet wird. Das in der Vorzerstäuberkammer 4 abgemagerteBrennstoff-Schaum-Gemisch tritt aus dem Zerstäuber 3o, der schwach konisch erweitert ist, aus.
Wird der Vergaser durch Niederdrücken des Tippeis 26 geflutet, so tritt der Brennstoff durch die Bohrungen 13 und 25 aus dem Schwimmerkammerdeckel 9 aus und bewegt das Luftfilter 6 von der Innenseite, wodurch der Start erleichtert wird.
Bei dem in Fig.9 gezeigten Autofallstromvergaser sind die in Fig. i und i a bis i c dargestellten Prinzipausbildungen in anderer Ausführungsform verwirklicht.
Hierbei ist das Einströmrohr i nicht als Vergaserkörper ausgebildet, sondern es ist ein besonderer Vergaserkörper 38 vorgesehen, in dem das Einströmrohr i axial verschiebbar gelagert ist. Es ist zu einem Filter 39 erweitert, das gegenüber dem Vergaserkörper 38 beweglich abgedichtet ist und mit diesem eine Unterdruckkammer 4o bildet. Diese Unterdruckkammer 40 steht durch die Bohrung 41 in Verbindung mit dem Unterdruck des Ansaugrohres g. Das Einströmrohr i wird im Vergaserkörper 38 entgegen dem Sog des Ansaugrohres g durch die Feder 42 in Richtung zum Kegel 3 axial verschoben, jedoch durch den Bund 43 des Betätigungsgestänges 44 zusätzlich von Hand beeinflußt und im Hub begrenzt, so daß bei Verschiebung des Kegels 3 in die Endstellung zwischen dem Einströmrohr i und dem Kegel 3 ein Luftspalt verbleibt. Der Kegel 3 wird durch das Gestänge 45, welches in Form einer Schere mit dem Gestänge 44 verbunden sein kann, im Sinne der Öffnung verschoben und durch die Feder 46 geschlossen. Der Kegel 3 ist hohl ausgeführt und nimmt die Schwimmerkammer 5, den Düsenstock 47 und das Führungsrohr 32 sowie die Steuerungseinrichtung für die Gemischbildung in sich auf.
Da der Kegel 3 auf der Schwimmerkammer 5 luftdicht abgeschlossen gleitet, entsteht zwischen dem Boden der Schwimmerkammer 5 und der Innenfläche des Kegels 3 ein Entlastungsraum 36, der durch die Bohrungen 48 mit der Zerstäuberöffnung 30 und damit mit dem Ansaugrohr. g verbunden ist. Dadurch wird der Kegel 3 von den auf ihn wirkenden Saugkräften entlastet und läßt sich aus dem Leerlauf heraus leicht öffnen.
Das Führungsrohr 32, welches in den Kegel 3 eingesetzt ist und das sich mit diesem verschiebt, trägt an seinem oberen Ende den durchbrochenen Konus 34, der im Verein mit der Düse 7 einen Luftspalt bildet, der sich bei der axialen Verschiebung des Führungsrohres 32 verändert, in der Weise, daß die Luftzuführung bei geöffnetem Kegel 3 verkleinert und bei geschlossenem Kegel vergrößert wird. An dem Konus 34 ist die Düsennadel 8 angeordnet, welche in einer konischen Kurve verläuft, so daß der Querschnitt der Düse 7 durch die Nadel 8 derart gesteuert wird, daß bei geöffnetem Kegel 3 ein großer und bei geschlossenem Kegel 3 ein kleiner Brennstoffquerschnitt gebildet wird. Brennstoff- und Luftquerschnitt werden also entgegengesetzt gesteuert: In der Staudruckzone 2 des Kegels 3 befinden sich Öffnungen i i, die bei geschlossenem Vergaser als Leerlaufzerstäuber dienen und bei geöffnetem Vergaser die Vorzerstäubungsluft durch die Kanäle 48 direkt hinter die Düse 7 für die erste Vorzerstäubung und durch die Bohrungen 37 in die Vorzerstäuberkammer 4 für die zweite Vorzerstäubung leiten.
Unter der Schwimmerkammer 5 befindet sich eine Brennstoffangschale 49, in der beim Schließen des Kegels 3 infolge der Vergrößerung der Kammer 36 Brennstoff aufgespeichert wird, der dann beim Öffnen des Kegels 3 durch die Bohrungen 48 dem Zerstäuber 3o durch das Führungsrohr 32 zugeführt wird. Der Brennstoff gelangt durch den Nippel 29 und den Wasserabscheider 5o an das Schwimmerventil 18, das durch den Schwimmer 17 gesteuert wird, in die Schwimmerkammer 5. Von hier gelangt er durch die Steigbohrung 37 in die Düse 7. Die Verschlußkappe io, die den Zugang zur Düse 7 verschließt, trägt einen kugeligen Fortsatz 51, um den der Schwimmer 17 pendeln kann, so daß die Höhe des Brennstoffspiegels auch bei Schrägstellung des Fahrzeuges immer gleichbleibt. Die Schwimmerkammer 5 ist mit dem Vergaserkörper 38 fest verbunden und bildet einen Ringkanal für die Luftzuführung, die durch ein zentral oder seitlich angeordnetes Filter 6 erfolgt.
Die Wirkungsweise des durch Unterdruck gesteuerten Einströmrohres i ist derart, daß beim Öffnen des Kegels 3 der Unterdruck im Ansaugrohr g plötzlich nachläßt. Hierdurch hebt sich das Einströmrohr i unter dem Druck der Feder 42 so weit, daß sich der Ringspalte zwischen dem Kegel 3 und dem Ansaugrohr so weit verkleinert, daß im Ansaugrohr g wieder ein Unterdruck hergestellt wird. Der Vergaser befindet sich nun in Beschleunigerstellung, d. h. der Brennstoffdüsenquerschnitt ist groß, der Querschnitt für die Vorzerstäubungsluft ist klein, so daß fettes Gemisch aus dem Zerstäuber 3o austritt, welches infolge des durch die Drosselung des Querschnittes 2 unter dem Druck der Feder 42 im Ansaugrohr erzeugten Unterdruckes gut vergast wird.
Bei der folgenden Beschleunigung des Motors steigt der Unterdruck im Ansaugrohr g, der sich durch die Bohrung 41 in die Unterdruckkammer 40 fortpflanzt, wodurch der Teller 39 unter dem Druck der Atmosphäre gesenkt wird und sich der Querschnitt 2 mit steigender Motordrehzahl vergrößert.
Da durch den Querschnitt 2 nun eine größereLuftmenge einströmen kann, wird das Gemisch nunmehr abgemagert.
Bei der Drosselung tritt der umgekehrte Vorgang ein. Wird der Kegel 3 gesenkt, so verringert sich durch die Düsennadel 8 der Querschnitt der Düse 7, und es vergrößert sich der Querschnitt der Zuführung der Zusatzluft durch das gleichzeitige Senken des Kegels 34. Zugleich wird der Teller 39 mit dem Einströmrohr i durch den Unterdruck im Ansaugrohr g ganz nach unten gesaugt, so daß viel Luft durch den Querschnitt 2 einströmen kann und sich mit dem aus dem Zerstäuber austretenden, bereits abgemagerten Gemisch zu einem mageren Gas vermengt.
Der Vergaser arbeitet hierdurch bei den Drosselstellungen als ausgesprochener Sparvergaser und hat trotzdem eine hervorragende Beschleunigung, die außerdem automatisch gesteuert wird. Zur Erzielung der Höchstleistung ist die Düsennadel 8 mit einer Kerbe 53 versehen, welche bei vollgeöffneter Drossel eine zusätzliche Erweiterung des Brennstoffquerschnittes an der Düse 7 bewirkt, so daß der Vergaser bei voller Öffnung zum Hochleistungs-bzw. Rennvergaser wird.
Der in Fig. io gezeigte Motorradfallstromvergaser ist ebenfalls nach dem in Fig. i, i a bis i c dargestellten Prinzip aufgebaut. Er besteht aus dem Einströmrohr i, das als Vergaserkörper ausgebildet ist, und einem hieran befindlichen Träger 54 auf dem der Kegel 3 verschiebbar gelagert ist. Er wird durch den Zug 21 über den Hebel 55 und die Düsennadel 8 verschoben. In dem Vergaserkörper i ist ein durch den Bowdenzug 56 verschiebbarer Luftschieber 57 vorgesehen, durch den die Luftzuführung in den Luftkanal 58 zur Vorzerstäuberdüse 59 von Hand geregelt werden kann. Die Brennstoffdüse 7 ist an die Luftdüse 59 angeschraubt, sie wird von der Düsennadel 8 gesteuert und erhält ihren Brennstoff durch den Brennstoffkanal 37 aus dem Schwimmergehäuse 5. Das Schwimmergehäuse 5 ist mittels Rohrnippel 6o mit dem Träger 54 verschraubt und kann um den Rohrnippel 6o verschwenkt werden, so daß der Vergaser in den für Motorräder erforderlichen Neigungswinkeln von o bis 2o° eingebaut werden kann, wobei jeweils nur die Schwimmerkammer 5 auf den gewünschten Winkel einzustellen ist.
Die Düsennadel 8 ist hohl ausgebildet und dient als Luftzuführung zu den Öffnungen 61, welche in der Öffnungsstellung des Kegels 3 durch die Dichtungshülse 62 verschlossen werden und bei geschlossenem Vergaser eine Luftzuführung in die Düsenkammer 63, die mit der Schwimmerkammer 5 korrespondiert, ermöglichen.
Durch diese Anordnung wird der Brennstoffspiegel bei geschlossenem Vergaser von den starken Saugkräften des Ansaugrohres g teilweise entlastet, indem der Sog von der Düsenkammer 63 in die Schwimmerkammer 5 übergeleitet wird. Die Düsennadel 8 wird durch die Regulierschraube 64 eingestellt.
Die Fig. i i und 12 zeigen einen ähnlich gestalteten Vergaser wie Fig. io. Dabei ist die Schwimmerkammer 5 durch die Rohrnippel 6o an dem Kegel 3, der in Fig. 12 teilweise geschnitten ist, in der Weise schwenkbar befestigt, daß sich die Schwimmerkammer 5 gemeinsam mit dem Kegel 3 verschieben läßt. Der auf dem Joch 35 verschiebbar gelagerte Kegel 3 wird durch den Bowdenzug 21 axial verschoben, während die Düsennadel 8 durch den Bowdenzug 65 und das Gestänge 55 verstellt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vergaser mit axial verschiebbarem, vorzugsweise die Brennstoffzuführung enthaltendem Drosselkörper, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem feststehenden (i) und einem beweglichen Körper (3) besonderer Formgebung ein veränderlicher Einströmquerschnitt (2) gebildet wird, welcher von Null bis auf mindestens Ansaugquerschnitt (f) veränderlich ist und bei voller öffnung eine der theoretisch richtigen Luftbeschleunigung entsprechende ideale Einströmhyperbel (a) bildet, während bei den Übergangsstellungen der Körper (i und 3) zueinander jeweils ideale Einströmquerschnittskurven gebildet werden, welche aus einer gegen die Endstellung verkleinerten Einströmhyperbel (a), anschließendem idealem Venturirohr (b) und einer an das Venturirohr (b) anschließenden idealen Lavaldüse (c), die sich bis auf den Ansaugquerschnitt (f) erweitert, bestehen.
2. Vergaser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander beweglichen Körper (i und 3) vorzugsweise drehrunde Kurvenstücke sind, welche vorzugsweise axial zueinander beweglich sind und' unter Fortfall einer Drosselklappe die Luftzufuhr regulieren.
3. Vergaser nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kurven der zueinander beweglichen Körper (i und 3) radial verlaufende, fixe Abstände vorgesehen sind, denen sich bei Bewegung der Körper (i und 3) zueinander verändernde Abstände (2) zuaddieren, welche mit den fixen Abständen gemeinsam Querschnittskurven (a, b, c) bilden.
4. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des dem Ansaugrohr gegenüberliegenden Körpers (3) so gewählt ist, daß die an ihm entlang strömende Ansaugluft einen Radialströmungseffekt erzeugt.
5. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise der dem Ansaugrohr (g) gegenüberliegende Körper (3) die Zerstäuberöffnungen (3o und i i ) trägt, welche teils zentral und teils dezentral an der Stelle des bei geschlossenem Vergaser engsten Querschnittes (b) angeordnet sind.
6. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das Einströmrohr bildende Körper (i) die Form eines konvex gewölbten Trichters hat, welcher aus einer Tellerform (39) in einer Kurve (a) in seiner Mitte in die Ansaugrohrform übergeht, während der dem Ansaugrohr (g) gegenüberliegende Körper (3) die Form eines konkaven Kegels aufweist, dessen Spitze axial in den Einströmkörper (i) hineinragt.
7. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dezentralen öffnungen (ii) in verschiedener Höhe liegen, so daß bei indifferenten Unterdruckzuständen von den höher liegenden dezentralen Zerstäuberöffnungen (i i) Luft angesaugt wird, während aus der tiefer liegenden Gruppe dezentraler Zerstäuberöffnungen (ii) Brennstoffschaumgemisch austritt. B. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ansaugrohr (g) gegenüberliegende Körper (3) ein zentrales Rohr (32) oder eine entsprechende zentrale Bohrung (66) aufweist, womit der Körper (3) auf dem Düsenstock (47 bZw. 54), axial zum Ansaugrohr (g), beweglich gelagert ist. 9. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das Rohr (32) oder die Bohrung (66) eine " konische Düsennadel (8) trägt, welche sich zu der Lagerung (16) oder zum Körper (3) mit der Bewegung des Körpers (3) verschiebt und im Verein mit einer im festen oder beweglichen Teil (3 bzw. 5) angeordneten Düse (7) bei der Verstellung der Körper (i bzw. 3) zueinander den Düsenquerschnitt ändert. io. Vergaser nach der. Ansprüchen i bis 4, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Düsennadel (8) eine Kerbe (53) aufweist, welche bei voller Öffnungsstellung der Körper (i und 3) zueinander eine zusätzliche Brennstoffzufuhr bewirkt. i i. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 4 und 8 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (7) oder die Nadel (8) auf ihrem Träger (3) verschiebbar befestigt ist, wodurch die Stellung des Nadelkonus in der Düse (7) zusätzlich veränderlich ist und die Brennstoffzufuhr gedrosselt oder verstärkt werden kann. 12. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß einer der Körper (i oder 3) zwangsweise bewegt wird, während der andere Körper durch eine vom Unterdruck in der Ansaugleitung (g) und einer dieser entgegen wirkenden Feder (42) in seiner Bewegung gesteuert wird. 13. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Unterdruck gesteuerten Bewegung des einen Körpers (i) eine bei vollem Durchtreten des Gaspedals (44) einsetzende zwangläufige Bewegung überlagert ist. 14. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3 und i i bis 13, dadurch. gekennzeichnet, daß bei vollem Durchtreten des Gaspedals (44) die Kerbe (53) der Düsennadel (8) den größten Brennstoffquerschnitt gleichzeitig mit der vollen zwangsweisen Öffnung des durch Unterdruck gesteuerten. Körpers (i) freigibt. 15. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem der Kurvenkörper ein konischer Zylinder (34) verbunden ist, der sich gegen einen konzentrisch dazu liegenden Zylinder (7) von konischer Innm-und Außenform bei der koaxialen Verschiebung axial verschiebt, und daß der zw=ischen den beiden Zylindern (7 und 34) gebildete Ringspalt (67), dessen Querschnitt sich bei der Verschiebung verändert, für die Luftzuführung (1i und 48) der ersten Vorzerstäuberstufe direkt hinter der Düse (7) verwendet wird. 16. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6, 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (8) hinter der Düse (7) in der Form eines Konus (34) mit scharfer Außenkante erweitert ist und daß die aus dem veränderlichen Ringspalt (67) zugeleitete Luft auf die Kante dieses Konus (34) gerichtet ist, über dessen Mantelfläche der Brennstoff geleitet wird, so daß er von der Zusatzluft am Rande des Konus (34) abgerissen und verwirbelt wird. 17. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Lagerung (32) des beweglichen Körpers (3) durch die Schwimmerkammer (5) hindurchgeführt ist, so daß die Düse. (7) bzw. Düsennadel (8) außen am Vergaser liegt und ohne Demontage des Vergasers gereinigt und ausgewechselt werden kann. 18. Vergaser nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentrales Lagerungs- und Führungsrohr (32) an einem der Kurvenkörper, vorzugsweise an dem gegenüber dem Ansaugrohr (g) liegenden Körper (3), vorgesehen ist, welches an seinem freien Ende die Düsennadel (8) und den Konus (14) für die Steuerung der Zusatzluft trägt, welche durch Bohrungen (68) in das hohle Innere des Führungsrohres (32) eintreten kann. 19. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6 und 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der hohlen Bohrung des Führungsrohres (321) in Richtung zur Spitze des konkaven kegeligen Kurvenkörpers (3) eineQuerschnittserweiterung (4) vorgesehen ist, an deren Erweiterungsfläche eine axial zur Spitze des konkaven Kegels (3) gerichtete Luftzuführung vorgesehen ist, in die aus der Staudruckzone (2) des konkaven Kegels (3) durch Bohrungen (i i) Zusatzluft für die Vorzerstäubung zugeleitet wird. 20. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Führungsrohres (32) von seiner Erweiterung (4) ab in Richtung zur Spitze des konkaven Kegels (3) in Form eines konischen Zerstäubers (30) erweitert ist. 21. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des den einen Kurvenkörper bildenden axial verschiebbaren konkaven Kegels (3) in oder auf einem Zylinder (16) erfolgt, der zentral in einem Gehäuse (5) vorgesehen ist, das an dem das Einströmrohr bildenden Kurvenkörper (i) oder dessen Aufnahme (38) direkt oder durch Zwischenschaltung eines Filters (6) montiert ist, und mit dem die Schwimmerkammer (5) und das Brennstoffsieb (27) bildenden Teil in das Innere des konkaven Kegels (3) ganz oder teilweise hineinragt und außerhalb des konkaven Kegels (3) zu einem Ringkanal (52) ausgestaltet ist, in dem die Luft durch ein tangential oder konzentrisch angeordnetes Luftfilter (6) einströmt. 22. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3. und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem dem Ansaugrohr (i) gegenüberliegenden Körper (3) und dessen Lagerung, welche vorzugsweise in oder an der Schwimmerkammer (5) angebracht ist, ein durch Zylinder- oder Harrnonikadichtung verschlossener Hohlraum (36) gebildet ist, in welchem sich bei Schließung des Vergasers ein Unterdruck bildet, welcher den Brennstoff von der Düse (7) absaugt, während sich bei Öffnung des Vergasers der Raum verkleinert, so daß sich ein Überdruck ausbaut, der die gespeicherte Brennstoffmenge durch die Zerstäuberöffnung (30) in die Mischkammer des Vergasers preßt. 23. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schwimmerkammer (5) Öffnungen (13 und 25) vorgesehen sind, durch welche der beim Fluten des Schwimmers (17) aus der Schwimmerkammer (5) austretende überfließende Brennstoff so gegen die Innenfläche des Filters (6) geleitet wird, daß die gesamte Innenfläche des Filters (6) gleichmäßig benetzt wird. 24. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6 und i2, dadurch gekennzeichnet, da,ß der das Einströmrohr bildende Kurvenkörper (i) im Ansaugrohr (g) oder dem Vergasergehäuse (38) axial beweglich gelagert ist und daß zwischen seinem äußeren Rand (39) und dem Ansaugrohr (38) eine Unterdruckkammer (4o) vorgesehen ist, die durch die tellerartige Erweiterung (39) des Einströmrohres (i) zylindrisch oder durch eine Membran verschlossen ist, aus welcher die Luft vom Ansaugrohr (g) abgesaugt wird, so daß sich der Einströmkörper durch eine Bohrung (41) entgegen dem Druck einer oder mehrerer Federn (42) entsprechend dem Unterdruck im Ansaugrohr (g) automatisch verschiebt. 25. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3, 8 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei horizontaler Anordnung des Vergasers die Düse (7) in Fahrtrichtung gesehen hinter der Schwimmerkammer (5) liegt, so daß der Vergaser bei der Fahrt bergauf so geneigt ist, daß der Brennstoffspiegel sich zur Düse (7) hin hebt, während er sich bei der Fahrt bergab vor der Düse (7) senkt und dadurch bei Bergfahrt reichlicheren Zufluß, bei Talfahrt knapperen Brennstoffzufluß bewirkt. 26. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3, 8 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einbau des Vergasers in zweispurige Fahrzeuge ein zentral angeordneter, allseitig beweglicher, pendelnder Schwimmer (17). vorgesehen ist. 27. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3. und 21, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum des dem Ansaugrohr (g) gegenüberliegenden Körpers (3) außer der Schwimmerkammer (5) noch ein Brennstoffilter und die Verstellvorrichtung-angeordnet sind. 28. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 3 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Peripherie der Schwimmerkammer (5) schraubenförmige Leisten (ig) od. dgl. angeordnet sind, auf denen sich der dem Ansaugrohr (g) gegenüberliegende Körper (3) verdrehen kann und neben denen ein Hohlraum (2o) in die Schwimmerkammer (5) eingelassen ist, welcher die Verstellvorrichtung (21, 22) aufnimmt. 29. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6, 13 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß in den unteren zwei Dritteln des Öffnungsbereiches der beiden Kurvenkörper (i und 3) lediglich die Unterdrucksteuerung (q:2) die Bewegung des Einströnmkörpers (i) im Ansaugrohr (g) bewirkt und daß im oberen Drittel des Öffnungsbereiches, mit der Öffnung progressiv zunehmend, die manuelle Verschiebung (44) des konkaven Kegels (3) im Öffnungssinne auf die Bewegung des Einströmkörpers (i) wirksam wird. 3o. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zone (2) des Überganges vom Staudruck zum Unterdruck des konkaven Kegels (3) zusätzlich radiale Zerstäuberöffnungen (i i) vorgesehen sind, die durch Bohrungen (37) mit dem Innern des Führungsrohres (32) verbunden sind. - 31. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6 und 3o, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone des größten Unterdruckes beim Schließen der Kurvenkörper (i und 3) von der Spitze des konkaven Kegels (3) zu dem vom: den Kurvenkörpern gebildeten Ringspalt (2) wandert und daß die dezentralen zusätzlichen Zerstäuberöffnungen (i i) in verschiedener Höhe liegen, so daß bei indifferenten Betriebszuständen vom den obenliegenden Zerstäuberöffungen (i i) aus der Staudruckzone Luft eingesaugt wird, während aus den tiefer liegenden Zerstäuberöffnungen (i i) Brennstoffschaumgemisch austritt. 32. Vergaser nach denAnsprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Vergaserkörpers (i) mit dem Schwimmergehäuse (5) und dem Drosselkegel (3) durch zwei radial strömungsgünstige, achsparallele Arme (35), die den Rand des Drosselkegels (3) durchdringen, hergestellt wird. 33. Vergaser nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet,- daß die Innenkonturen des Einlaufes (i) konkav und von größerer Krümmung als die des Kegels (3) und die Außenkonturen des'Kegels (3) konvex und von geringerer Krümmung als die des Einlaufes (i) ausgeführt sind oder umgekehrt. 34. Vergaser nach dien Ansprüchen i bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenkörper (1, 3) von ihrem Umfang nach ihrer Mitte zu von der außen drehrunden Form in eine Doppelrohrform in der Mitte übergehen. 35. Vergaser nach den Ansprüchen z bis 4 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwimmerkammer (5) und Kegelkörper (3) ein mit der Verschiebung des Kegelkörpers (3) im Volumen veränderlicher Raum (36) gebildet wird, der durch Entlastungsbohrungen (37) mit dem Innern des Ansaugrohres (g) inVerbindung steht. 36. Vergaser nach den Ansprüchen 1 bis 3, 13, 24 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Körper (1, 3) mittels einer Schere (44, 45) erfolgt, deren einer Arm (45) über Stoßstangen (69) den Körper (3) hebt, während der andere Arm (44) durch Zugrohre (43) den anderen Körper (i) senkt, wobei in den Übergängen einer der Körper (i) genügend Spiel besitzt, um sich dem jeweiligen Unterdruck des Ansaugrohres (g) entsprechend einzustellen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 669 686, 625 627