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Mengenregelvorrichtung für Treibgas Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Regeln der zu Brennkraftmaschinen zugeführten Treibgasmenge. Bei dem Betrieb
von Brennkraftmaschinen mit Treibgas ist eine Regelung der zugeführten Menge des
Treibgases je nach dem Bedarf der Maschine, der beim Starten und beim Leerlauf,
toi Teil- und Vollast verschieden ist, notwendig. Die zu diesem Zweck verwendeten
Regler werden nach zwei grundsätzlich verschiedenen Prinzipien gebaut, und zwar
kennt man einerseits mit Unterdruck arbeitende Regler und andererseits mit Überdruck
arbeitende, bei denen im Teillastgebiet und Vollastgebiet stets der Unterdruck im
Lufttrichter des Ansaugsystems für die Regelung herangezogen wird, der z. B. auf
eine das Steuerentil betätigende Membran einwirkt und dadurch die dem Motor zugeführte
Gasmenge regelt. Bei der Regelung der geringeren, für das Anlassen und den Leerlauf
notwendigen Gasmenge unterscheiden sich jedoch diese beiden Regelprinzipien.
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Bei dem mit 'Überdruck arbeitenden Reglern wird die Menge des für
das Anlassen und den Leerlauf benötigten Gases durch die Einstellung des Reglers
auf einen geringen Überdruck bestimmt. Man kann den Überdruck jeweils nach den Leerlaufverhältnissen
einstellen, so daB also die
Dosierung der Leerlaufgasinenge, ebenso
wie der Menge bei Teillast und Vollast, durch die Hauptgasblende erfolgt.
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Bei mit Unterdruck arbeitenden Systemen dagegen sind besondere Bauelemente
für die Erzielung eines einwandfreien Leerlaufs und Übergangs notwendig, die bei
den mit Überdruck arbeitenden Systemen zwar weggelassen werden können, jedoch nur
unter Inkaufnehmen besonderer Vorrichtungen, die die völlige Abschließung bei Stillstand
des Motors sichern. Bei solchen mit Überdruck arbeitenden Reglern werden zu diesem
Zweck elektrisch gesteuerte oder durch Öldruck betätigte zusätzliche Verschließvorrichtungen,
sogenannte Stillstandsabschlüsse, verwendet,- die bestehen können aus einem die
Hauptgasleitung dicht abschließenden Kolben einer Membran od. dgl., die so angeordnet
sind, daß der im Reglerorgan nach Verschluß der Gasabgangsleitung sich einstellend
Überdruck die Steuermembran in Richtung des r)ichtschließens des Steuerventils beaufschlagt.
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Bei den Unterdrucksystemen bestehen nun wieder diese Schwierigkeiten
nicht, da das Öffnen des Ventils ja erst bei Erreichen eines gewissen Unterdrucks
geschieht und also bei dem Stillstand des Xfotors ein unbedingt sicherer Abschluß
bei allen vorkommenden Drucken gewährleistet ist. Dagegen ist bei diesen Unterdrucksystemen
wieder der Übelstand vorhanden, daß der die Öffnung bewirkende ,Unterdruck eine
wesentlich höhere Strömungsgeschwindigkeit im Lufttrichter benötigt, als sie. beim
Leerlauf oder gar beim Anlassen in diesem Teil des Ansaugsystems herrscht. '.Man-
muß also, um das Steuerorgan des Reglers bei Leerlauf und Beim Anlassen im Sinne
des Öffnens zu bewegen, d. h. um einen genügend großen Unterdruck zu schaffen, eine
Leitung vorsehen, die sogenannte Leerlauf leitung, die aus einem Gebiet hohen Unterdrucks
von der Ansaugleitung an den Regler herangeführt wird. Ferner hat es sich als notwendig
erwiesen, in die Hauptgasführung eine Rückschlagklappe einzubauen, um ein Ansaugen
von Luft aus dem Lufttrichter zu - ermeiden, da sonst der Ansprechunterdruck des
Reglers nicht erreicht wird und der Übergang bei normaler Gemischzusammensetzung
des Leerlaufluftgemisches nicht lochfrei hinzuzubekommen ist. Die Anordnung einer
solchen Rückschlagklappe hat sich insbesondere in den Fällen als unumgänglich notwendig
erwiesen, in denen zwecks Erzielung niedrigeren Teillastverbrauchs der Leerlaufgasabgang,
in Strömungsrichtung gesehen, hinter der Hauptdüse abgezweigt ist. Bei Vernachlässigung
des Verbrauchs und Abnahme des Leerlaufs vor der Hauptdüse wirkt zwar, insbesondere
bei Motoren kleinen Hubraumes, die Hauptdüse als sogenannte Rückluftdüse und verhindert
ein zu starkes Nachströmen von Luft aus dein Lufttrichter und damit die unzulässige
Herabsetzung des über die Leerlaufleitung die Steuermembran beaufschlagenden Unterdrucks;
bei größeren Motoren und entsprechend größerer Bemessung der Düse genügt ihre Bremswirkung
jedoch nicht. Es muß auch in diesem Fall zwecks Erzielung befriedigenden Leerlaufs
und Übergangs eine Rückschlagklappe eingebaut werden. Da trotz dieser Maßnahmen
die Anlaßeigenschaften und itisbeson.dere das Kaltstartvermögen (niedrige Motordrehzahl
infolge hoher innerer Motorenreibung) nicht befriedigen, werden Unterdruckregler
mit einer mechanischen sogenannten Tupferv orrichtung ausgerüstet, um analog dem
Vorgang bei einem Motorradvergaser die Ansaugluft vor dem Anlassen mit Gas anreichern
und damit ein Anspringen des Motors unter allen Umständen gewährleisten zu können.
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Das sichere Abschließen der Hauptgasleitung bei mit Unterdruck arbeitenden
Reglersystemen wird also durch schwerwiegende Nachteile erkauft, während bei mit
Überdruck arbeitenden Systemen ein völlig gasdichter Abschluß der Hauptgasleitung
nur unter erheblichstem Aufwand überhaupt zu erzielen ist und bei elektrischer Steuerung
des Stillstandsabschlusses, z. B. in Abhängigkeit vom Einschalten des Zündstromes,
die Gasabgabe nicht direkt mit dem Betriebszustand des Motors gekuppelt ist, so
daß Gas austreten kann, solange die Zündung eingeschaltet ist, während der Motor
selbst aus irgendwelchen Gründen stehengeblieben sein bann. Bei Steuerung durch
Öldruck andererseits wieder ist die sofortige Startbereitschaft nicht gegeben, sondern
es muß eine zusätzliche, von Hand zu betätigende Tupfervorrichtung vorgesehen sein.
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Es zeigt sich also, daß beide Systeme wohl Vorteile haben, jedoch
die Vorteile m-it erheblichsten Nachteilen erkauft werden müssen.
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'Nach der Erfindung werden die Vorteile beider Systeme vereinigt unter
Ausschaltung der ihnen eigenen Nachteile dadurch, daß ein Regler geschaffen wird,
der an sich als Unterdruckregler wirkt und also einen sicheren Abschluß bei der
Gaszuführung bei Stillstand des Motors gewährleistet, der aber im Leerlaufbereich
als Überdruckregler arbeitet.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Aufgabe, bei
stehendem Motor das Gasabgangsventil zu schließen, übertragen wird einer Schließfeder,
die, in an sich bekannter Weise über eine ?Membran vom Unterdruck im Ansaugrohr
gesteuert, bei laufendem Motor, also Auftreten von Unterdruck, zusammengedrückt
wird. Damit steht das Ventil in diesem Fall unter der Einwirkung einer Lösefeder,
die bei Leerlauf den Regler auf Überdruck stellt und die für diesen Betriebszustand
des Motors notwendige Gasmenge ausströmen läßt. Nach der Erfindung wird die Lösefeder
ferner in ihrer Stärke so bemessen, daß sie bei höherem Unterdruck im Lufttrichter
entgegen der hierdurch auf die Steuermembran ausgeübten Kraft auf die Membran in
Schließrichtung wirkt, so daß der zur Verfügung stehende Ventilquerschnitt bei Teil-
und Vollast in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansauglufttrichter geregelt wird.
Die Aufgabe der Lösefeder kann auch durch eine an sich bekannte Kombination zweier
Federn verschiedener Kennung, aber entgegengesetzter Kraftrichtung übernommen werden.
Es
werden also auf einfachste Weise die Vorteile beider Systeme miteinander verbunden
und die diesen Vorteilen zukommenden Nachteile eliminiert.
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Es ist vorgeschlagen worden (Patentschrift E34 343), beim Abstellen
des Motors auf das Steuerventil eine zusätzliche Schließkraft einwirken zu lassen
durch eine auf das Ventil im Sinne des Schließens drückende Feder, deren Schließkraft
bei laufendem Motor durch eine durch den Unterdruck in der Ansaugleitung hinter
der Drosselklappe beaufschlagte Membran überwunden wird, während bei Stillstand
des Motors und dementsprechendem Nulldruck die nun entlastete Feder eine zusätzliche
Kraft auf die Steuermembran ausübt und so das Steuerventil dichtdrückt. Die Lehre,
den Regler bei Leerlauf auf Überdruck einzustellen, ihn bei höherer Gasentnahme
als Unterdruckregler zu betreiben und die Aufgabe des Schließens allein einer unterdruckgesteuerten
Schließfeder zu übertragen, kann dieser Patentschrift nicht entnommen werden.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
schematisch dargestellt. Das Reglergehäuse ist mit i bezeichnet, in dem ein Kreisring
2, der die über die Leitung .4 unterdruckbeaufschlagte Hilfsmembran 3 trägt, die
ebenfalls als Kreisring ausgebildet und außen und innen gegen den Kreisring 2 abgedichtet
ist, vorgesehen ist. Durch die Innenbohrung wird die Steuermembran 6 vom im Lufttrichter
herrschenden Unterdruck über die Leitung 7 und die Gasblende 8 beaufschlagt und
dadurch der Steuerquerschnitt des Steuerventils 9 geregelt.
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Beim Anlassen werden durch den über die Leitung 4 wirkenden Unterdruck
die Federn io in dem aus 2 und 3 gebildeten Ringraum zusammengedrückt; dadurch wird
die Steuermembran 6, die bei Stillstand des Motors durch den Hilf smembranteller
i i in ihrer Schließstellung gehalten wird, freigegeben, Mit 12 ist die Lösefeder
bezeichnet, die durch die Einstellschraube 13 dem Leerlaufbedarf de Motors entsprechend
auf den erforderlichen überdruck eingestellt werden kann.