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Regelvorrichtung für Brennkraftmaschinenvergaser Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum Steuern des Brennstoff- und Luftanteils,
die einem Verbrennungsmotor zugeführt «erden, um ihn zu starten und während der
Zeit, bevor er seine normale Betriebstemperatur erreicht hat, im Betrieb zu halten.
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Die bei Brennkraftmaschinen für gewöhnlich benutzten Vergaser sind
so beschaffen, daß sie selbsttätig ein Gemisch erzeugen, dessen Zusammensetzung
unter den wechselnden Bedingungen, wie sie durch Änderungen der Geschwindigkeit,
der Leistung, der Beschleunigung usw. auftreten, praktisch konstant bleibt, nachdem
der Motor seine normale Betriebstemperatur erreicht hat. Beim Starten jedoch, vor
allem bei niedrigen Temperaturen, isowie während der Zeit, in der der Motor sich
warm läuft, sind völlig andere Zusammensetzungen aus Brennstoff und Luft erforderlich
als bei Normalbetrieb, und der Vergaser muß imstande sein, Gemische zu erzeugen,
die sowohl den Startbedingungen als auch denen der Warmlaufperiode das Motors genügen.
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Beispielsweise liegt bei Normalbetrieb das Brennstoff-Luft-Verhältnis
zur Erzielung günstigster Arbeitsbedingungen unter wechselnden Bedingungen grundsätzlich
bei etwa 1z : i bis 1,6: i, und der Vergaser ,selbst kommt diesen Änderungen ohne
weiteres nach. Beim Starten ist jedoch ein um ein Vielfaches reicheres Gemisch erforderlich.
Wenn der Motor mit eigener Kraft zu laufen
beginnt, ist ein weit
dünneres Gemisch für - zufriedenstellendes Arbeiten notwendig als beim Starten,
und dieses Gemiisch muß während des Warmlaufens fortschreitend verdünnt werden,
bis die normale Betriebstemperatur erreicht ist. Diese Gemischänderungen können
nicht durch die Konstruktion des Vergasers allein bewirkt werden, vielmehr sind
besondere Mittel hierzu erforderlich.
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Es sind verschiedene Vorrichtungen, wie z. B. Drosselklappen und Einspritzer,
bekannt, um das reiche Gemisch zu erzeugen, das beim Starten gebraucht wird. Derartige
Vorrichtungen hatten jedoch gewisse Nachteile, beispielsweise die Notwendigkeit
der Handbetätigung, durch die die Wirkung von der Genauigkeit des Bedienenden abhängig
wird. Dadurch wird ein sicherer Erfolg erschwert.
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Die Erfindung hat daher eine automatisch wirkende Vorrichtung zum
Erzeugen eines geeigneten Verbrennungsgemisches für Vergaser von Verhrennungskraftmaschinen
zum Gegenstand, die das notwendige., Brennstoff-Luft-Gemisch für das insbesondere
bei kaltem Motor stattfindende Starten, " für die Anwärmperiode und für den bei
normaler Temperatur stattfindenden Betrieb ohne Hinzutun des Bedienenden sowie unabhängig
von der Drosselstellung, den Arbeitsbedingungen und der Temperatur erzeugt.
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Die Erfindung ist nun auf eine Regelvorrichtung gerichtet, bei der
eine unbalancierte D'irosselklappe im Luftzuführkanal vorgesehen ist, die dem Druck
des eintretenden Luftstromes ausgesetzt isst und durch eine mit ihr verbundene,
an sich bekannte, temperaturempfindliche Vorrichtung bei geringer Temperatur geschlossen
gehalten und bei steigender Temperatur in die nicht sperrende Stellung gebracht
wird. Diese Drosselklappe wird in ihre nicht sperrende Stellung durch eine vom Saugzug
abhängige Vorrichtung bewegt, die unter dem Einfluß des hinter der .Drosselklappe
entstehenden Teilvakuums steht und die sich bei einem An-«-achsen dieses Teilvakuums
so bewegt, daß sie die Drosselklappe öffnet, Gemäß der Erfindung ist nun die temperaturempfindliche
Vorrichtung, z. B. eine Bimetallfeder, so ausgebildet, daß sie einen Teil des die
Drosselklappe (Regelglied) mit der saugzugahhängigen Vorrichtung verbindenden Kupplung
bildet. Hierzu ist das eine Ende der temperaturempfindlichen Vorrichtung, die die
Stellung der Drosselklappe bestimmt, mit der saugzugabhängigen Vorrichtung verbunden.
Dabei wird in der Ruhestellung des Motors die saugzugabhängige Vorrichtung durch
eine Feder, die der Bewegung dieser Vorrichtung beim Anwachsen des Saugzuges entgegemvirkt,
in einer bestimmten Stellung gehalten.
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Bei unterhalb eines bestimmten Wertes liegenden Temperaturen hält
die temperaturabhängige Vorrichtung die Klappe geschlossen, damit der Vergaser ein
genügend brennstoffreiches Gemisch, das zum Starten ausreicht, erhält. Sobald der
Motor aus eigener Kraft zu laufen beginnt, vergrößert sich das Teilvakuum, das die
saugzugabhängige Vorrichtung betätigt, wodurch diese in eine Stellung bewegt wird,
in der die von der temperaturabhängigen Vorrichtung in der Schließrichtung ausgeübte
Kraft durch die in der Öffnungsrichtung wirkenden Kräfte ausgeglichen wird. Bei
einer Bewegung der saugzugabhängigen Vorrichtung wird die Drosselklappe so weit
geöffnet, daß der Brennstoffanteil des Gemisches nach Maßgabe der jeweiligen Temperatur
vermindert wird. In dem Maße, wie sich der Motor im weiteren Betrieb erwärmt, öffnet
die temperaturabhängige Vorrichtung mehr und mehr die Drosselklappe, bis die normale
Betriebstemperatur erreicht und die Klappe dann völlig geöffnet ist. Tritt dann
in den Arbeitsbedingungen eine Änderung ein, durch die während des Warmlaufens das
Teilvakuum geändert wird, so werden. die saugzugabhängige Vorrichtung und die Drosselklappe
entsprechend betätigt in dem Maße, wie es das für die geänderten Arbeitsbedingungen
notwendige Gemischverhältnis erfordert.
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Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung in Verbindung
mit der Zeichnung, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert.
Es zeigt Fig. t Schema der Anbringung der Vorrichtung bei einem Kraftwagenmotor;
die Teile nehmen diejenige Stellung ein, welche sie bei kaltem ,Motor haben, Fig.
? Aufsicht der Vorrichtung in größerem Maßstabe, Fig. 3 senkrechten Schnitt längs
3-3 der Fig. 2, Fig. d. senkrechten Schnitt längs 4-d. der Fig. 2, Fig. 5 Schnitt
längs 5-5 der Fig.4. Fig. 6 Schnitt längs 6-6 der Fig.4, Fig.7 Schnitt durch eine
abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 8 Schema der bevorzugten Ausführungsform.
In Fig.8 ist eine übliche Vergaserform vorausgesetzt. Der Vergaser 15 besitzt eine
Mischkammer A, deren Auslaß durch eine gewöhnliche, um eine mittlere Achse schwenkbare
Klappe B geregelt wird, die man als die eigentliche Drosselklappe zu bezeichnen
pflegt. Sie steht unter dem Einfluß des Fahrers und dient zur Regelung der Motorgeschwindigkeit.
Ein Venturiroh.r C umgibt das obere Ende der Brennstoffeinspritzdüse D, die an eine
Schwimmerkammer F angeschlossen ist. Der Lufteinlaß G wird durch eine Drosselklappe
(Vordrossel) 14 geregelt, die vorzugsweise, wie gesagt, unausgeglichen ist und sich
mit dem Saugzug zu öffnen sucht. Die Schwimmerkammer F besitzt noch Verbindung mit
einem Brennstoffschacht F zum Beschleunigen und zum Anlassen, und eine Leerlaufv
erbindung H führt aus dem Brennstoffschacht F nach der Anlagestelle der Drosselklappe
B; dies alles ist bekannt. Die besondere Vergaserform gehört nicht zur Erfindung,
und ihre Schilderung dient nur zur Erläuterung der Vorgänge bei der neuen Regelanlage.
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Die Vordrossel 14 ist durch den Wächter T unmittelbar und mittelbar
durch den auf Lufttemperatur
ansprechenden Thermostaten K mit dem
Servomotor 1 verbunden, der zum zeitlich geregelten öffnen der Klappe dient und
unter dem Einfluß eines weiteren, auf die Maschinentemperatur ansprechenden Thermostaten
L steht und durch die Saugwirkung in der Einlaßverzweigung 12 in Bewegung gesetzt
wird.
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Nach Fig. i ist die die Erfindung verkörpernde Vorrichtung io in solcher
Weise an einem Kraftwagenmotor gelagert, daß in erster Linie die unter der Haube
des Fahrzeugs herrschende Temperatur sie beeinflußt und in zweiter Linie die Motortemperatur
selbst. Ein Rohr i i verbindet die Vorrichtung io mit der Einlaßverzweigung 12,
eine Stange 13 mit der unter Kraftwirkung stehenden, nämlich unausgeglichenen Vordrossel
14 des Vergasers.
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Die Vorrichtung io umfaßt ein vorzugsweise aus Gußmetall gebildetes
Gehäuse 16 mit Ansätzen 17 am unteren Ende zum Befestigen auf einer Unterlage,
etwa der Auslaßverzweigung 12' des Motors, oder auf einer anderen Stelle, wo die-
Vor= richtung in erster Linie den Temperaturen unter der Haube und in zweiter Linie
der Temperatur eines solchen Maschinenteils ausgesetzt ist, der sich beim Anstieg
der allgemeinen Maschinentemperatur rasch miterwärmt, so daß seine Temperatur derjenigen
der Kolbenböden oder der Zylinderwandungen entspricht. Die ganze thermostatische
Regelung läßt sich als abhängig von der Motortemperatur betrachten, da bei einem
Kraftwagen die Temperaturen unter der Haube ihrerseits vom Motorbetriel3 abhängen.
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Im Gehäuse 16 ist eine Welle 18 gelagert, an der das eine Ende eines
spiralförmigen, zweimetallischen Thermostaten i9 befestigt ist, während dessen anderes
Ende mit einem Stift 2o an der Verbindungsstange, 13 angreift. Stange 13 ihrerseits
ist durch einen Kurbelarm 13' mit der Vordrossel 14 des Vergasers verbunden.
Beim Abkühlen drückt der Thermostat die Stange 13 nieder. Er bildet eine elastische
Feder, was von besonderem Vorteil ist. Auf Welle 18 ist ein Doppelhebel 21 befestigt,
der sich daher mit ihr dreht. Die Winkeldrehung wird in beiden Richtungen durch
einen oberen Bolzen 23 und einen unteren 24 im Bereich des einen Hebelarms 22 begrenzt.
Die Bolzen lassen sich im Gehäuse 16 axial verstellen. Durch Vor- und Zurückstellen
der Bolzen kann man die Bewegung des Hebels 21 nach Belieben begrenzen. Eine in
das Gehäuse 16 geschraubte Muffe 24' enthält eine Gewindespindel 25, die sich in
der Muffe mittels Mutter 26 und Gegenmutter 26' längsweise verstellen läßt. Ihr
eines Ende ist durch eine Wickelfeder 27 mit dem Arm 22 des Hebels 21 verbunden.
Die Feder drängt den Arm 22 im Uhrzeigersinne gegen den Balzen 23 (Fig.3), so daß
die Vordrossel 14 normalerweise über die verbindenden Teile zwischen ihr und dem
Hebel 21 nach der Schließstellung gedrängt wird, nämlich über die Welle 18, den
Thermostaten i9, den Stift 2o, die Stange 13 und die Kurbel i3'. Wenn die Maschine
kalt ist, nehmen der Thermostat i9, der Hebel 21 und die Vordrossel 14 die in Fig.
i und 3 gezeigte Lage ein, wobei Arm 22 den Bolzen 23 berührt.
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Abgesehen von den anderen, weiter unten beschriebenen Teilen wird
hierdurch eine thermostatische Regelung der Vordrossel 14 erreicht, so daß die Drosselung
umgekehrt abhängig von, der Temperatur ist, welcher der Thermostat i9 ausgesetzt
ist.
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Der andere Arm 28 des Hebels 21 trägt einen Stift 29, der mit dem
Anschlußstück 3o einer Pleuelstange 31 verbunden ist. Stange 31 greift
an einem Tauchkolben 32 an, der in einem Zylinder 33 gleitet; der Zylinder ist in
einem am Gehäuse 16 befestigten Block 33' ausgebildet. Das obere Zylinderende besitzt
durch einen Kanal 34 Verbindung zum oberen Ende eines weiteren, gleichfalls am Gehäuse
16 sitzenden Zylinders 35. Ein Rückschlagventil 36 schließt unter dem Einfluß einer
Feder 37 normalerweise den Kanal 34 zwischen den Zylindern 33 und 35 ab. Das Ventil
36 und seine Feder 37 sind vorzugsweise in einem Deckel 38 gelagert, der in den
Kopf des Zylinders 33 eingeschraubt ist (Fig. 3). Das Rückschlagventil verhindert
die- unmittelbare Rückkehr des Kolbens 32 bei Abstellen der Maschine oder plötzlichem
Abfall der Saugwirkung.
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Der Zylinder 35 ist vorzugsweise aus einem Stoff von verhältnismäßig
großem Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt, etwa Messing, und enthält eine
Stange 39 aus einem Stoff von geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten,etwa Invar.
Stange 39 wird im Zylinder 35 durch einen Schraubdeckel 40 gehalten; ein Kanal 41
durchsetzt die Stange 39 und den Deckel 40 und stellt Verbindung mit einem in den
Deckel 40 geschraulr ten Kniestück 42 her. Der. Zylinder 35 befindet sich vorzugsweise
in unmittelbarer, wärmeleitender Berührung mit der Auslaßverzweigung der Maschine
als Heizstelle. Der Zylinder erhält daher Maschinentemperatur zum Unterschied von
der bloßen Lufttemperatur. Das Rohr i i, das nach Fig. i von der Einlaßverzweigung
ausgeht, ist mit dem anderen Ende an das Kniestück 42 angeschlossen. So ist das
Innere des Zylinders 33 über das Rückschlagventil 36, den Kanal 34, den Raum zwischen
der Invarstange 39 und der Wand des Zylinders 35, den Kanal 41, das Kniestück 42
und das Rohr i i mit der Einlaßverzweigung der Maschine verbunden, so daß unter
gewissen, später zu beschreibenden Umständen im Zylinder 33 eine Saugwirkung entsteht,
welche den Kolben 32 anhebt. Der Zylinder 35 und die Invarstange 39 bilden eine
thermostatische Hemmung oder eine Art Ventil, welches den Saugluftstrom beeinflußt.
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Wie besonders in Fig. 3 und 6 gezeigt ist, verbindet ein Kanal 43
das untere Ende des Zylinders 35 mit dem unteren Ende eines weiteren, in dem Block
33' ausgebildeten Zylinders 44. In dieseln vermag, normalerweise durch eine Feder
45 emporgedrängt, ein Tauchkolben 46 zu gleiten (Fig.4). Die Feder 45 sitzt unten
in einem Deckel 47, der das untere Ende des Zylinders 44 abschließt. Ein Ablaßkanal48
verbindet das obere Ende des
Zylinders 44 mit einer Kammer 49, die
durch einen Deckel 52 mit einem Einlaßloch 51 gebildet wird. Das Loch wird normalerweise
durch ein Rückschlagventil 50 abgeschlossen, das in der Kammer 49 sitzt und
durch eine Feder 49 in die Schließstellung gedrängt wird. Ist also das Rückschlagventil
50 gelüftet, so besitzt das Innere des Zylinders 44 durch die Kanäle 48 und
51 Verbindung mit der freien Luft. Luft kann am Ventil 5o vorbei beim Niedergehen
des Kolbens 46 eingesaugt, aber nicht wieder ausgetrieben werden, weil sich das
Ventil selbsttätig schließt.
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Mit dem Zylinder 44 ist ferner über die, Abdaßventilka,mmer 49 und
einen Kanal 53 ein vierter Zylinder, 54, gleichfalls im Block 33' ausgebildet, verbunden;
in dem Zylinder gleitet ein Tauchkolben 55. Dessen Pleuelstange erfaßt mittels eines
Anschlußstücks 57 den Stift 2o an dem freien Ende des Thermostaten ig (Fig. 3 und
4). Die Kolben 46 und 55 mit ihren Zylindern 44 und 54 und den unmittelbar dazugehörigen
Teilen bilden einen durch Saugzug gesteuerten Servomotor zum selbsttätigen Schließen
der Vordrossel 14 beim Anhalten der Maschine. Durch den Servomotor wird die Drossel
14 entgegen der Federspannung des Thermostaten für eine Zeit geschlossen gehalten,
welche teilweise von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher Luft an den Kolben
46 und 55 vorheileckt, und teilweise von dem nachgiebigen Widerstand des Thermostaten
ig.
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Die als Ganzes mit io bezeichnete Vorrichtung ist mittels der Ansätze
17 an einer Stelle des Kraftwagens gelagert, wo die Vorrichtung den Temperaturen
unter der Haube oder der Temperatur eines Teils der Maschine ausgesetzt ist, dessen
Temperatur von derjenigen der Wände der Verbrennungskammer abhängig ist. Eine passende
Stelle bildet etwa die Auslaßverzweigung 12' der Maschine. Die Befestigung mag an
der Heizstelle, für den Einlaß erfolgen. Das Saugrohr i i ist mit dem Kniestück
42 der Vorrichtung io und mit der Einlaßverzweigung 12 oder einer sonstigen Saugleitung
verbunden, so daß sich beim Lauf der Maschine der Saugdruck oberhalb der -Maschinendrosselklappe
der Vorrichtung io mitteilt. Ist die Maschine kalt, so wird durch die Feder 27 der
Doppelhebel 21 gegen den Bclzen 23 gedrückt; die Spannung der Feder ist mittels
der Spindel 25 und der Mutter 26 richtig eingestellt, und so, wird die Vordrossel
14 über die Verbindungsteile zwischen ihr und dem Hebel 21, darunter Thermostatfeder
ig, geschlossen gehalten. Da die Maschine kalt ist, ist die die Invarstange 39 und
den Messingzylinder 35 umfassende thermostatische Hemmung im wesentlichen geschlossen,
d. 1i. der Messingzylinder ist zusammengezogen, so daß nur ein außerordentlich kleiner
Ringraum zwischen ihm und der Invarstange 39 frei ist. Der Thermostat ig ist gleichfalls
zusammengezogen und drückt daher auf Stange 13 in der Richtung nach unten, also
im Sinne des Schließens der «'ordrossel 14.
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Während der ersten Anlaßstufe, wenn der Motor durch den Anlasser verhältnismäßig
langsam, gewöhnlich mit 30 bis 6o Umläufen je Minute, gedreht wird, teilt
sich der verhältnismäßig kleine Unterdruck, der durch die langsame Maschinenkolbenbewegung
in der Einlaßverzweigung erzeugt wird, dem Rohr i i, dem Kniestück 42, dem Kanal
39 und dem unteren Ende des Zylinders 35 mit; da aber der Zylinder 35 die
Invarstange 39 ganz eng umgibt, geht der größte Teil des Unterdrucks auf
dem Wege vom unteren nach dem oberen Ende des Zylinders 35 verloren, erreicht also
kaum den nach dem Zylinder 33 führenden oberen Kanal 3.4; immerhin lüftet sich das
Rückschlagventil 38, und der Kolben 32 beginnt langsam zu wandern. Wegen der Biegsamkeit
der Thermo@statspirale ig überträgt sich jedoch diese Bewegung gewöhnlich nicht
auf die Vordrossel 14, die daher ganz oder doch im wesentlichen geschlossen bleibt,
und es bildet sich auf den Wänden des Einlasses ein Anlaßfilm, so, daß die Maschinenzylinder
mit einem reichen Gemisch beschickt werden.
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Wenn nun bei der zweiten Stufe die Maschine zu zünden beginnt und
sich schneller dreht (die Leerlaufgeschwindigkeit beträgt gewöhnlich 2oo Umläufe
je Minute), so wirkt der stärkere Saugzug, der dadurch erzeugt wird, über die Hemmung
35 bis 3g jetzt stärker, so daß sich der Kolben 32 rascher bis in seine oberste
Stellung hebt und den Hebel ei entgegengesetzt dem Uhrzeiger (Fig. 3) und entgegen
der Spannung der Feder 27 schwenkt, bis der Arm 22 gegen den Bolzen 24 trifft. Durch
Verstellen dieses Bolzens kann man die Endlage des Kolbens 32 nach Belieben einregeln.
Der Kolben 32 sucht in seiner höchsten Lage zu bleiben, und zwar infolge der Wirkung
des Rückschlagventils 36. Aber wenn die Maschine angehalten wird oder die Saugwirkung
aus anderen Gründen sinkt, so sinkt der Kolben doch wegen des Vorbeileckens der
Luft an ihm allmählich hinab. Man kann einen regelbaren Luftdurchlaß vorsehen, damit
sich die Zeit für das Niedergehen des Kolbens 32 einregeln läßt. Da der Thermostat
ig auf der Welle i8 des Hebels 21 sitzt, wird er im ganzen. mitgeschwenkt, und da
die Vordrossel 14 mit dein Thermostaten ig durch die Kurbel 13' und die Stange 13
in Verbindung steht, wird auch die Vordrossel selbst langsam und allmählich, aber
nur teilweise geöffnet, wenn der Kolben 32 emporsteigt. Das Brenngemisch wird also
ganz allmählich ärmer, indem eine verhältnismäßig kleine, aber allmählich wachsende
Luftmenge an der Vordrossel 14 vorbeigelassen wird.
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Bis zu dieser Zeit haben weder die Hemmung 35 bis 39 noch der andere
Thermostat ig angesprochen, weil die Maschine kalt war. Aber bei der nächsten, dritten
Stufe, nachdem die Maschine zu zünden begonnen hat und warm geworden ist, dehnt
sich der Messingzylinder 35 allmählich gegenüber der Invarstange 39 aus,
und der Ringraum zwischen den beiden Körpern vergrößert sich allmählich. Die erhöhte
Saugwirkung, die sich dem Zylinder 33 mitteilt, hat aber keinen Einfluß, weil der
Kolben 32 bereits seine Höchstlage erreicht hat, die ja durch den Bolzen 24 bestimmt
ist.
Gleichzeitig mit dem Ansprechen der Hemmung 35 bis 39 auf den
Temperaturanstieg der Maschine spricht auch der Thermostat i9 auf die Temperatur
der Luft unter der Haube und die Ausstrahlung von der Maschine her an; das Entwinden
der Spirale führt zu einem allmählich weiteren öffnen der Vordrossel 14 während
der nächsten, d. h. der vierten Stufe, die das endgültige Anwärmen bringt. Da der
Thermostat i9 auf der Welle 18 sitzt, welche durch den Kolben 32 eingestellt ist,
tritt die Bewegung des Thermostaten i9 zu derjenigen Bewegung hinzu, welche der
Vordrossel 14 von vornherein aufgedrückt wurde, so daß sich die Drossel noch weiter
öffnet und sich voll öffnet, sobald die Maschine vollständig angewärmt ist.
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Für den Augenblick sei angenommen, daß im Betrieb der Maschine keine
sonstigen Veränderungen auftreten. Sie läuft jetzt glatt mit dem richtigen Brennstoff-Luft-Gemisch,
das selbsttätig entsprechend der feststehenden Einregelung des Vergasers bestimmt
ist, unter Berichtigung durch die Temperatur und den Saugdruck der Verzweigung,
und unter allmählicher Berichtigung infolge der Wirkung der Hemmung und des verhältnismäßig
langsamen Ansprechens des Thermostaten i9, Die Vorrichtung io wird nunmehr unwirksam,
nachdem sie ihre Arbeit beim Anlassen und Anwärmen geleistet hat, und die weitere
Regelung geht auf die dem Vergaser selbst innewohnenden Eigenschaften über.
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Wird die Maschine abgestellt, so hört die Saugwirkung umgehend auf,
und die Feder 27 sucht den Kolben 32 zurückzuziehen und die Vordrossel 14 zu schließen.
Das Rückschlagventil 36 schließt sich aber, und die Rückkehr des Kolbens kann nur
in dem Maße vor sich gehen, wie Luft an dem niedergezogenen Kolben 32 vorbei in
den Zylinder 33 hineinleckt. Der Thermostat i9 zieht sich langsam mit der Abnahme
der Temperatur unter der Haube zusammen und bewegt dabei die Vordrossel14 noch weiter
gegen ihre Schließstellung hin, bis sie schließlich bei kalter Maschine vollkommen
geschlossen ist. Wird die Maschine wieder angelassen, solange sie noch warm ist,
so ist die Vordrossel zunächst durch den Thermostaten teilweise offengehalten und
wird dann durch den Saugkolben 32 plötzlich noch weiter geöffnet, weil die Hemmung
35 bis 39 noch teilweise gedehnt ist.
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Das anfängliche Maß der Eröffnung der Vordrossel hängt also von dem
Wärmezustand unter der Haube ab und die Geschwindigkeit des Öffnens von der Temperatur
der Maschine und der Stärke des erzeugten Saugzuges.
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Unter den eben beschriebenen Betriebsbedingungen haben die Zylinder
44 und 54 des Wächters J auf die Saugwirkung der Maschine angesprochen, sind aber
noch nicht für ihre Aufgaben nutzbar gemacht worden, weil dies noch nicht erforderlich
war. Doch soll ihre Wirkung unter den Betriebsbedingungen kurz angedeutet werden.
Da der Zylinder 44 durch Kanal 43 mit dem Zylinder 35 in Verbindung steht (Fig.
i bis 6), entsteht auch im Zylinder 44 eine Saugwirkung, welche den Kolben 46 nach
dem Zylinderboden niederzieht, indem sich die Feder 45 zusammendrückt. Sobald der
Kolben 55 im Zylinder 54 emporsteigt, und zwar infolge der Verbindung mit dem Thermostaten
i9, der sich dehnt und auch im ganzen durch den Hebel 21 mitgenommen wird, sucht
die im Zylinder 54 abgefangene Luft teilweise durch den Kana153 in den Zylinder
44 oberhalb des Kolbens 46 auszuweichen und leckt auch am Kolben 55 vorbei, bis
ein Ausgleich des Luftdrucks in den Zylindern 54 und 44 erreicht ist. Der Zweck
des Rückschlagventils 49 im Zylinder 44 ist der, Luft einzulassen, wenn der Kolben
46 unter der Saugwirkung nach unten gezogen wird. Dadurch wird der Kolben 55 daran
gehindert, in erheblichem Maße durch den Saugzug beeinflußt zu werden, der durch
das Niedergehen des Kolbens 46 entsteht.
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Wenn der Wagenführer die Maschine in der Anlaßperiode oder der Anwärmperiode
plötzlich beschleunigt oder überbeschleunigt, wie es oft vorkommt, so gelangt der
Wächter T mit den Zylindern 44 und 54 zur Wirkung. Das plötzliche Öffnen der Drossel
B zum Zweck der Beschleunigung der Maschine läßt die von der Maschine hervorgerufene
Saugwirkung plötzlich abfallen und zerstört augenblicklich das richtige Brennstoff-Luft-Verhältnis.
Mit anderen Worten, wenn die Drossel plötzlich ganz oder teilweise geöffnet wird,
so wird das, Brenngemisch ärmer, als für glatten Maschinenbetrieb nötig ist. Dieser
Zustand wird nun dadurch aufgehoben, daß die Vordrossel14 augenblicklich nach ihrer
Schließstellung verschoben wird, um die Luftzufuhr zum Vergaser zeitweilig abzudrosseln
und dadurch das Gemisch zeitweilig wieder auf das richtige Brennstoff-Luft-Verhältnis
anzureichern, damit die derzeitigen Anforderungen der Maschine befriedigt werden;
dies geschieht nun vermöge des Wächters I. Sobald die Saugwirkung plötzlich abfällt,
wird der Kolben 46 nicht länger niedergehalten, sondern plötzlich freigelassen,
so daß ihn die Feder 45 empordrückt und dadurch die eingeschlossene Luft durch den
Kanal 53 in den Zylinder 54 drängt. Infolgedessen wird der Kolben 55 plötzlich
hinabgedrückt und bewegt über Stangen 56 und 13 und Kurbel 13' die Vordrossel 14
in Richtung der Schließlage; hier wird die Drossel zeitweise festgehalten, um für
eine passende Zeitspanne den Zustrom der Luft nach dem Vergaser zu vermindern. Die
Federkraft des Thermostaten wird zeitweilig überwunden, doch sucht er den Kolben
55 in die normale obere Lage zurückzuführen und die Vordrossel 14 wieder in diejenige
Stellung zu bringen, die sie einnahm, bevor sie infolge des plötzlichen Öffnens
der Hauptdrossel B den Anstoß erhielt. Die Zeitspanne, während deren die Vordrossel
14 nach ihrer Schließstellung hin verschoben bleibt, beträgt vorzugsweise nur einige
Sekunden, aber das genügt, um trotz der zeitweiligen, durch die Beschleunigung hervorgerufenen
Gleichgewichtsstörung das richtige Brennstoff-Luft-Verhältnis zu gewinnen. Die Zeitspanne,
während deren das Niederdrücken des Kolbens 55 andauert, wird durch den Widerstand
des
Thermostaten oder einer entsprechenden Feder sowie durch das Vorbeilecken der Luft
am Kolben 55 geregelt. Auch hier kann man einen verstellbaren Nebendurchlaß zum
Regeln der Zeitspanne vorsehen.
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Alle anderen arbeitenden Teile der Vorrichtung bleiben im wesentlichen
in ihrer zuvor bestehenden Lage, besonders der Kolben 32, der von der plötzlichen,
durch die Beschleunigung hervorgerufenen Verringerung der Saugwirkung nicht merklich
beeinflußt wird, weil sich bei dieser Verringerung das Rückschlagventil 38 geschlossen
hat und daher der Kolben 32 seine Stellung im wesentlichen beibehielt, abgesehen
von der Kraft, welche durch die Federwirkung des Thermostaten, i g ausgeübt wurde.
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Da der Wächter J seinen Haupteinfluß insofern haben soll, als er die
Vordrossel zeitweilig auf die Schließlage hin verschiebt, mag zwischen dem Kolben
55 und der Stange 13 eine Freilaufverbindung vorgesehen sein. Das Rückschlagventil
5o und das Vorbeilecken von Luft stellen eine solche im gewissen Sinne bereits dar.
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Beschleunigt oder überbeschleunigt also in irgendeinem Augenblick,
während der Anlaß- oder der Anwärmperiode oder auch beim normalen Betrieb, der Fahrer
plötzlich die Maschine, so wird der daraus entstehende Fehlzustand augenblicklich
selbsttätig ausgeglichen, und zwar für eine Zeitspanne, die genügt, um den Übergang
von dem einen Arbeitszustand auf den anderen zu decken.
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Man erkennt, daß die Vorrichtung nach der Erfindung selbsttätig alle
Betriebsbedingungen berücksichtigt, die beim Anlassen und beim Anwärmen der Maschine
vorkommen, ungeachtet der Wetterverhältnisse, und den menschlichen Einfluß gänzlich
beseitigt. Gleichgültig, ob die Maschine bei ganz kaltem Wetter aus dem kalten Zustand
angelassen wird oder bei warmem Wetter oder ob sie bei sehr kaltem Wetter aus etwas
wärmerem Zustand angelassen wird, die verschiedenen Einzeleinrichtungen, welche
das Arbeiten der Vorrichtung nach der Erfindung sicherstellen, sprechen richtig
an, um während der Anlaß- und der Anwärmperiode das richtige Brennstoff-Luft-Verhältnis
zu erzielen und aufrechtzuerhalten. Wird also die Maschine bei äußerst kaltem Wetter
angelassen, so öffnet sich die Vordrossel wegen des Widerstandes des Thermostaten
ig und weil die Hemmung 35 bis 39 so gut geschlossen ist, sehr langsam. Die Maschine
wird infolgedessen mit einem ausgedehnten Anlaßfilm und einem reichen Gemisch beliefert,
das längere Zeit reich bleibt, damit die Maschine gehörig anlaufen und warm werden
kann, Bei warmer Witterung oder wenn die Maschine von vornherein warm ist, läßt
die Hemmung 35 bis 39 ein rascheres Öffnen der Vordrossel 14 zu, und der Thermostat
i9 wird eher und rascher ansprechen, um seine Eigenbewegung derjenigen Bewegung
hinzuzufügen, welche die Vordrossel 14 durch den Kolben 32 erfährt. Die Bildung
des Anlaßfilms ist also nicht so ausgedehnt, und die Verdampfung ist stärker. Nfan
sieht demgemäß, daß die Vorrichtung der Erfindung selbsttätig alle Temperaturverhältnisse
berücksichtigt, welche beim Anlassen und Warmwerden eines Kraftwagenmotors vorkommen.
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Statt die Hemmung mit den anderen Teilen der Vorrichtung im Gehäuse
16 zusammenzustellen, kann man sie auch gesondert auf der Anlaßverzweigung oder
der Heizstelle der Maschine lagern (Fig. 7). Bei dieser Anordnung sind zwei Saugleitungen
ii' zwischen der Vorrichtung und der Einlaßverzweigung vorgesehen, nämlich eine
Leitung nach der besonderen Hemmung 35' bis 39', die mit Ansätzen 58 auf einem nach
Beginn des Zündens rasch warm werdenden Maschinenteil in der beschriebenen Weise
gesondert gelagert ist, und eine zweite Saugleitung von der Einlaßverzweigung nach
der Kammer 59, die durch den Kanal 43 mit dem Zylinder 44 Verbindung besitzt, wie
es an Hand der vorausgehenden Figuren beschrieben ist. Bei dieser Anordnung spricht
die Hemmung 35' bis 39' rascher auf Änderungen der Maschinentemperatur an, da die
Hemmung unmittelbar mit einem heißen Teil der Maschine verbunden ist, wie der Einlaßverzweigung,
der Heizstelle oder einem anderen Teil, der augenblicklich Temperaturänderungen
der Maschine mitmacht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 kommt der Wächter J rascher in
Gang, und die temperaturempfindliche Hemmung 35 bis 39 mag für die besten Betriebsbedingungen
des zum öffnen der Klappe dienenden Servomotors I eingestellt sein. Der Wächter
J spricht also rascher auf Änderungen im Saugzug der Verzweigung an und ist für
ein übermäßiges Öffnen der Hauptdrossel empfindlicher, eine Eigenschaft, die zum
Ausgleichen von überbeschleunigung beim Lauf der Maschine unter Belastung von Wert
ist.
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Beim Anlassen aus dem kalten Zustande ist die Menge des aus der Düse
D abgesaugten Brennstoffs weit größer, als das Brennstoff-Luft-Verhältnis es erfordert.
Ein arbeitsfähiges, d. h. explosives Gemisch kann nur auf mittelbarem Wege erzeugt
werden, nicht aber durch unmittelbares Abstimmen von Brennstoff und Luft dem Gewicht
nach-, denn es ist unmöglich, daß die Luft bei so geringen Geschwindigkeiten und
so kleinem Druck den Brennstoff genügend zerstäubt, um ihn mitzuführen. Ebenso verdampfen
bei geringer Temperatur nur die stark flüchtigen Bestandteile des Brennstoffs, während
der Rest verhältnismäßig unbeeinflußt bleibt. Der Wächter J kann eine genügend steife
Feder 49' besitzen, damit ein plötzliches Niedergehen des Kolbens 46 erfolgt, sobald
die Maschine zu zünden beginnt, oder damit auf sonstige Weise ein plötzliches Steigen
der Saugwirkung zum Emporziehen des Kolbens 55 erfolgt, so daß er die Vordrossel
14 zeitweilig stärker zu öffnen sucht.
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Es ergibt sich, daß die beschriebene Einrichtung und das Verfahren
vermöge Vereinigung verhältnismäßig weniger und einfacher Teile und Schritte eine
außerordentlich komplizierte Steuerwirkung zu leisten vermögen.
Der
Thermostat 39 oder 39' spricht auf die Temperatur der Auslaßverzweigung oder Heizstelle
an, und diese Temperatur ist im allgemeinen derjenigen der Wände des Einlaßrohres
bzw. -verzweigung vergleichbar.
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Der Thermostat i9 dagegen spricht auf die Temperatur der Luft um die
Maschine herum an, also etwa auf die Temperatur der Umgebung, aus welcher der Vergaser
die Luft ansaugt. Dieser Thermostat kann offenbar, wenn man will, unmittelbar in
den Strom der in die Einlaßrohre G-G des Vergasers eintretenden Luft gelegt werden.
Der Kolben 55 des Wächters 1 spricht unmittelbar auf Druckabfall im Betrieb der
Maschine an. Der Kolben 32 des Servomotors I für die Vordrossel spricht auf zwei
Faktoren an, nämlich den Saugzug im Einlaß und die Temperatur der Maschine, wie
sie durch die Hemmung 35 bis 39 wiedergegeben wird.
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Die Wächterfeder 45 ist vorzugsweise derart gewählt oder eingestellt,
daß sie auf das geringe Vakuum beim Andrehen der Maschine noch nicht anspricht,
sondern erst auf das stärkere beim Zünden. Da die Stellung der Vordrossel 1,4 od.
dgl. derart bestimmbar ist, daß sie die Geschwindigkeit der Lufteinströmung und
die Saugwirkung in der Vergaserkammer A beeinflußt, sind alle hauptsächlichen Faktoren
für die Steuerung des Vergasers berücksichtigt. Der Zeitfaktor wird durch die Hemmung
35 bis 39 sichergestellt, die unter thermostatischem Einfluß steht, und der Servomotor
1 wird durch das Vakuum im Einlaß in Bewegung gesetzt und spricht daher hierauf
an. Die Stellung der Vordrossel 14 wird unmittelbar von der Temperatur beeinflußt
mittels der Thermostaten K.
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Auf Grund der Erkenntnis von dem überragenden Unterschied zwischen
Vergasung beim Anlassen und Vergasung beim Laufen ist ein Vorgehen ermöglicht, das
eine Störung der einen Vergasungsart durch die andere vermeidet. Selbstverständlich
sind die beiden Zustände nicht gesondert und lassen sich nicht trennen. Auch beim
Anlassen gibt es eine Zerstäubung und auch beim Laufen einen Film, aber der grundlegende
Unterschied in der Art und die Unterschiede in den Anforderungen dürften klar sein.
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Von der Vordrossel 14 ist gesagt, daß sie vorzugsweise unausgeglichen
ist und sich daher mit zunehmender Saugwirkung in der Vergaserkammer selbsttätig
weiter öffnet; auf dieses Merkmal ist aber die Erfindung selbstverständlich nicht
eingeschränkt. Auch sonst lassen sich mannigfache Abänderungen treffen, die sich
für die Fachleute ergeben. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die geschilderten
Einzelheiten.