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Brennstoffzufuhr-Vorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen Zusatz
zum Patent 914 567 Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzufuhrsystem nach
Patent 914567, das insbesondere für Brennkraftmaschinen, denen der Brennstoff unter
überatmosphärischem Druck zugeführt wird, vorgesehen ist.
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Nach dem dem Hauptpatent zugrunde liegenden Erfindungsgedanken ist
das Brennstoffzuführungssystem dabei so ausgebildet, daß die Brennstoffzuführung
in übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl und -belastung sowie etwaigen weiteren
Veränderlichen, die sich aus dem Ladedruck und/ oder der Temperatur und/oder der
Dichte der eintretenden Luft ergeben, selbsttätig und/oder in übereinstimmung mit
vorgesehenen handbetätigten Einrichtungen geregelt wird, wobei gleichzeitig auch
noch eine verbesserte Brennstoffverteilung in der Maschine erzielt wird.
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Erreicht wird die selbsttätige und/oder in übereinstimmung mit den
vorgesehenen handbetätigten Einrichtungen bewirkte Regelung der Brennstoffzuführung
nach dem Hauptpatent dadurch, daB bei der die Brennstoffquelle mit der Maschine
verbindenden und mit einer Dosieröffnung versehenen Brennstoffleitung eine Einrichtung
vorgesehen ist, durch die der Brennstoff zu der Dosieröffnung unter einem Druck
gefördert wird, der sich in Abhängigkeit von der Maschinen- oder Turbinendrehzahl
verändert. Vorgesehen ist ferner eine Vorrichtung, die den Brennstoffstrom durch
die Leitung in Abhängigkeit von einem veränderlichen Steuerdruck
regelt,
der von dieser Einrichtung erzeugt wird und die Regelvorrichtung betätigt. Weiterhin
ist vorgesehen, daß die Brennstoffversorgungseinrichtung in der Brennstoffleitung
stromaufwärts der Dosieröffnung einen bestimmten Auslaßdruck und in der Steuerkammer
oder dem Kanal einen bestimmten Steuerdruck erzeugt. Der Steuerdruck wird dabei
in Abhängigkeit von Maschinenveränderlichen und/oder durch von Hand betätigte Mittel
sowie in Abhängigkeit von der Dichte der Luft verändert, die zu der Maschine geführt
wird. Um das Brennstoff-Luft-Verhältnis bei hohen Maschinenleistungen zu erhöhen,
ist eine parallel zu der Dosieröffnung geschaltete Einrichtung vorgesehen, die die
Brennstoffzufuhr zu der Maschine verändert. Schließlich ist auch noch eine Umleitung
um die Dosieröffnung vorgesehen, die von einer von der Maschinentemperatur abhängigen
Einrichtung gesteuert wird.
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Die in dem Hauptpatent beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtungen
sind nun weiterhin verbessert. Die dabei eingeschlagenen Wege und neuen erfindungsgemäßenVerbesserungen
sowie die sich daraus ergebenden Vorteile zeigt im einzelnen das nachfolgend erläuterte
und in der Zeichnung vereinfachte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt Fig.
i eine schematische Ansicht des Brennstoffzufuhrsystems, in dem die verschiedenen
Elemente, die das System aufweist, im Schnitt dargestellt und die gegenseitigen
Stellungen der Elemente innerhalb des Systems gezeigt sind, Fig. 2 eine Draufsicht
auf einen Brennstoffverteiler, die die verschiedenen Brennstoffspeiseleitungen,
die in der Umfangsfläche des Verteilerdeckels angeordnet sind, und eine Brennstoffeinlaßleitung
zeigt, die zu seinem Mittelpunkte führt, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Drosselsteuereinrichtung;
die in Fig. i gezeigt ist, Fig. 4 einen Querschnitt einer Einspritzdüse und eines
Teiles des Einlaßsammelrohres nach Linie 4-4 der Fig. i. Das Gemischbildungssystem
besteht aus einer Brennstoffdosiereinrichtung 2, einem Ansaugekanal 4, in dem eine
Drosselklappe 6 angeordnet ist, und aus einer automatischen Dämpfungs- und Schneileerlaufeinrichtung,
die allgemein bei 8 gezeigt ist. Der Ausdruck Ansaugekanal, wie er in der Beschreibung
und in den dazugehörigen Ansprüchen gebraucht ist, schließt alle Luftansaugeleitungen
ein, die zu der Maschine führen, z. B. auch das Einlaßsammelrohr und den Kanal,
in dem die Drosselklappe 6 angeordnet ist.
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In Fig. i ist eine Zahnradpumpe, die allgemein mit io bezeichnet ist,
vorgesehen, um Brennstoff zu einer Dosiereinrichtung unter einem im wesentlichen
konstanten Druck zu fördern. In dieser Pumpe ist ein Zahnrad 12 auf einer Welle
14 angeordnet und kämmt mit einem Zahnrad 16, das auf der Welle 18 sitzt, wobei
diese Zahnräder durch die Maschine auf nicht gezeigte Weise über Kupplungsvorrichtungen
angetrieben werden, die mit dem freien Ende der Welle 14 verbunden sind. Es kann
aber auch irgendeine andere Pumpenart an Stelle der Zahnradpumpe benutzt werden,
jedoch ist die Zahnradpumpe für die Brennstoffördereinrichtung in der vorliegenden
Dosiervorrichtung besonders zweckmäßig. Ein Brennstoffeinlaß 2o und ein Kanal 21
führen den Brennstoff in das Brennstoffzufuhrsystem und zu der Pumpe io, in der
es von den miteinander kämmenden Zahnrädern 12 und 16 zu dem Umfang der Kammer 22
befördert und in den Pumpenauslaßkanal24 gedrückt wird. Eine durch ein Ventil geregelte
Pumpenumleitung 26, die mit dem Auslaßkanal 24 und dem Einlaßkanal 2o in Verbindung
steht, ist vorgesehen, um die Brennstoffversorgung unter einem im wesentlichen konstanten
Druck zu halten. Das Ventil, das die Pumpenumleitung regelt und das allgemein mit
28 bezeichnet ist, besteht aus einer kegligen Scheibe 29, die eine Öffnung
30 verschließen kann, aus einer Ventilstange 32, die in der Ventilführung
33 gleitbar angeordnet ist, und aus einer kalibrierten Feder 34, die sich einerseits
gegen die Scheibe 39 und andererseits gegen eine Kuppe 35 abstützt, um das Ventil
in seine geschlossene Stellung zu drücken. Die Pumpe fördert den Brennstoff durch
den Kana124 zu einer Zentrifugalpumpe, die allgemein bei 36 gezeigt ist und die
aus einem Antriebsläufer 38 mit Schaufeln 39, der auf einem Ende der genannten Zahnradpumpenwelle
18 befestigt und geeignet ist, sich mit der Welle 18 zu drehen, und aus einem rund
um den Läufer liegenden spiralförmigen Ringkanal 4o besteht, wobei dieser spiralförmige
Kanal mit einer Leitung 42 in Verbindung steht. Der Brennstoff, der von denn Läufer
38 gefördert wird, wird in die Kammer 44 der Druckreglereinheit 45 durch eine Dosierdüse
oder eine Öffnung 46 geleitet, die in der Leitung 42 angeordnet ist. Der Brennstoffdruck
in der Kammer 44 wird durch ein Tellerventil 48 gesteuert, das auf einer Ventilspindel
5o angeordnet ist, die mit einer biegsamen Membran 52 und mit Federtellern 54 und
55 durch einen Bolzen 56 verbunden ist, der in das Ende der Spindel 5o eingeführt
ist. Die Membran 52, die eine Wand der Kammer 44 bildet, ist dadurch befestigt,
daß sie am Rande zwischen den Gehäusen 58 und 59 der Drucksteuereinheit festgeklemmt
ist.
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Eine Leitung 6o befördert den von der Dosiereinheit geförderten Brennstoff
durch eine Öffnung 47 zu einem Verteiler, der allgemein bei 62 gezeigt und an der
äußeren Seite der Zentrifugalpumpe 36 angeordnet ist und vorzugsweise mit dieser
eine Einheit bildet. Sowohl der Verteiler als auch die Pumpe werden durch die Welle
18 angetrieben. Der Läufer zum Verteilen des Brennstoffes von der Einlaßleitung
6o auf eine Mehrzahl von Druckleitungen 66 enthält eine Radialnut 67 (Fig. 2), die
mit der Einlaßleitung 6o und absatzweise mit den verschiedenen Druckleitungen 66
in Verbindung gelangt, wenn der Läufer durch die Welle 18 angetrieben wird. Die
mit dem Verteiler in Verbindung stehenden Brennstoffdruckleitungen sind mit Düsen
68 versehen, die so in dem Einlaßsammelrobr 7o angeordnet sind, daß eine feine Brennstoffverteilurig
in
der Luft erzeugt wird, die in der Nähe der verschiedenen Düsen in die Zvlinder eintritt.
Jede Düse ist geeignet, den Brennstoff in zwei angrenzende Zylinder zu liefern,
und ist mit zwei wechselweise angeordneten Auslaßkanälen in den Verteilerdeckel,
wie in den Fig. i und 2 gezeigt, versehen, um Brennstoffladungen zu zwei Zylindern
in zeitlicher Beziehung zu dem Arbeitsablauf der betreffenden Zylinder zu liefern.
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Das Ventil 48, das die wirksame Größe der öffnung 47 steuert, hält
den Druck in der Kammer 44 im wesentlichen gleich dem Druck in der Kammer 72, die
in der Drucksteuereinheit 45 angeordnet ist, bei der diejenige Seite der Membran
52, die der Kammer 44 gegenüberliegt, eine Wand der Kammer 72 bildet. Eine Feder
74, die in der Kammer 44 vorgesehen und geeignet ist, zwischen dem Federhalter 55
und der einen Wand dieser Kammer zu wirken, und eine Feder 76, die in der Kammer
72 angeordnet und geeignet ist, zwischen Federhaltern 54 und 77 zu wirken, sind
so bemessen, daß das Ventil 48 geschlossen wird, wenn die Maschine nicht läuft,
wodurch die Förderung des Brennstoffes durch die Öffnung 47 und die Leitung 6o zu
der Maschine verhindert wird. Es ist zu bemerken, daß die Federteller auf entgegengesetzten
Seiten der Membran 52 so angeordnet sind, daß sie Versteifungsglieder bilden, deren
Umfangskantenabschnitte mit Bezug auf die Membran nach außen gebogen sind, um sowohl
zu verhindern, daß sie die Membran in irgendeiner Weise beschädigen, als auch um
die Federn in ihren richtigen Stellungen zu halten. Ein Mittel, z. B. eine Schraube
78, kann vorgesehen werden, um die Spannung in den Federn 74 und 76 zu verändern,
wodurch der Druck des durch das Ventil 48 hindurch geförderten Brennstoffes und
infolgedessen die Menge dieses Brennstoffes verändert wird. Der Druck in den Kammern
44 und 72 wird durch den in dem Steuerkanal 8o herrschenden Druck bestimmt, indem
der nicht dosierte Brennstoff hinter dem Läufer 38 der Zentrifugalpumpe 36 und der
Brennstoff vor dem Läufer 38 durch eine Öffnung 82 in den Kanal 8o gelangt. Ein
druckabhängiges Tellerventil 84, das die Öffnung 86 steuert, ist vorgesehen, um
den Druck in dem Steuerkanal 8o zu regeln, wobei die wirksame Größe dieser Öffnung
in Übereinstimmung mit dem Druck in dem Ansaugekanal geregelt wird, der auf die
Membran 87 entgegen der Wirkung einer Feder 88 wirkt, die bestrebt ist, das Ventil
zu schließen. Das Ventil 84 wird durch eine Ventilspindel 89 gehalten, die in einer
Ventilführung 9o gleitbar aufgenommen und an der die Membran 9i mit den Versteifungsgliedern
92 und 93 durch einen Bolzen 94 befestigt ist, der in das Ende der Spindel 89 eingesetzt
ist. Die Membran 9i ist an Ort und Stelle dadurch befestigt, daß ihr Rand zwischen
dem Gehäuse der Reglereinheit und einem Abstandsring 95 eingeklemmt ist, während
der Rand der Membran 87 zwischen dem Abstandsring und dem Gehäuse 96 eingeklemmt
ist, indem so eine Kammer 97 für den nicht dosierten Brennstoff hinter dem Zentrifugalläufer
38 gebildet wird, wobei die Kammer 98 zum Einlassen von Luft unter barometrischem
Druck nach der Atmosphäre entlüftet und die Kammer 99 mit dem Ansaugekanal durch
die Leitung ioo verbunden ist, um Luft unter Druck in den Ansaugekanal einzulassen.
Versteifungsglieder ioi und 102 sind auf jeder Seite der Membran 87 durch einen
Niet befestigt, der in zentrisch angeordneten Löchern in diesen Gliedern ioi, 102
und der Membran 87 eingeführt ist. Das Versteifungsglied io2 dient als Federteller
für eine kalibrierte Feder 88, die in der Kammer 99 angeordnet und geeignet ist,
zwischen diesemFederteller und einem zweiten Federteiler 103 zu wirken, der
auf dem Ende der Schraube 104 angeordnet ist. Die beiden Membranen 87, 91 werden
in einer bestimmten Stellung zueinander gehalten, wobei die Membran 9i wesentlich
kleiner ist als die Membran 87. Die Größe der Membran 9i ist mit Bezug auf die Größe
der Membran 87 derart gewählt, daß der Druck des uridosierten Brennstoffes, der
die Membran 9i und das Ventil 84 nach links drückt, die Höhe der Brennstoffversorgung
korrigieren wird, um Veränderungen in volumetrischem Wirkungsgrad auszugleichen,
wie weiter unten vollständiger beschrieben werden wird.
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Eine Beschleunigungsvorrichtung, die allgemein bei io5 gezeigt ist
und unmittelbar mit der zu dem Verteiler 62 führenden Leitung 6o in Verbindung steht,
ist in dem Brennstoffzufuhrsystem eingeschlossen, um eine zeitweilige Anreicherung
des Brennstoff-Luft-Gemisches zu erzeugen, wenn das Drosselventil 6 geöffnet wird.
Diese Anreicherungsvorrichtung besteht aus einer öffnung io6, die durch ein Tellerventil
io8 gesteuert wird, das mit der Ventilspindel i io aus einem Stück besteht, die
in der Ventilführung i i i gleitbar aufgenommen und mit der biegsamen Membran 112
und den Versteifungsgliedern 114 durch einen Bolzen 116 verbunden ist, der in das
Ende der Spindel i io eingesetzt ist. Die Membran 112 und eine etwas größere Membran
118, die hierzu in bestimmter Entfernung gehalten wird, bilden eine Kammer 12o,
die mit dem Ansaugekanal durch eine Leitung ioo in Verbindung steht, um das Ventil
io8 zu öffnen, wenn der Druck in dem Ansaugekanal plötzlich erhöht wird. Eine andere
Kammer 122 ist hinter der Membran 118 vorgesehen und steht mit dem Ansaugekanal
durch einen eingeschnürten Kanal 124 und die Leitung ioo in Verbindung. Der Kanal
124 gestattet die allmähliche Angleichung des Druckes auf den beiden Seiten der
Membran 118, wodurch ermöglicht wird, daß sich das Ventil i o8 schließt. EineKammer
126, die auf der der Kammer 120 gegenüberliegenden Seite der Membran 112 vorgesehen
ist, steht mit der Öffnung io6 und mit dem Kanal 42 für den urigemessenen Brennstoff
hinter dem Zentrifugalläufer 38 in Verbindung. Eine Feder 128, die in der Kammer
122 angeordnet ist, wirkt zwischen einem Federteller 129 und einer Wand dieser Kammer
entgegen der Wirkung des in den Kammern 120 und 126 herrschenden Druckes, um das
Tellerventil io8 in eine Stel-
Jung zu drücken, in der der durch
die COffnung io6 und zu dem Kanal 6o fließende Brennstoffstrom gedrosselt wird.
Die bei der Öffnungsbewegung der Drossel stattfindende Druckerhöhung in dem Ansaugekanal
sowie in der Leitung ioo und der Kammer i2o übt auf die große Membran 118 eine größere
Gesamtkraft aus als auf die kleine Membran 112, wobei diese Kraft bestrebt sein
wird, die Feder 128 zusammenzudrücken und den Druck, durch den das Tellerventil
io8 in seine geschlossene Stellung bewegt wird, bis zu einem gewissen Grade zu verringern.
Der Druck des nicht dosierten Brennstoffes, der auf die Membran 112 wirkt, drückt
die Membran i 12 in die Richtung, die erforderlich ist, um das Tellerventil io8
zu öffnen, indem so eine zeitweilige Erhöhung der Brennstoffförderung durch die
öffnung 106, die Leitung 6o und den Verteiler 62 in das Ansaugesammelrohr 7 o ermöglicht
wird.
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Die Erfindung sieht bei anomalen Arbeitsbedingungen der Maschine eine
selbsttätige Anreicherungsvorrichtung für das Brennstoff-Luft-Gemisch vor, z. B.
beim Starten aus dem kalten Zustande heraus oder beim Laufen während der Anwärmperiode.
In Fig. i ist die Vorrichtung zum Erzeugen der Anreicherung des Gemisches, wenn
die Maschine kalt ist, allgemein bei 8 gezeigt. Sie besteht aus einem Gehäuse 132,
in dem ein wärmeabhängiges Bimetallelement 134 angeordnet ist, das Arme
135 und 136 aufweist, die auf einem Bolzen 137 in einem Ende des Gehäuses
132 gelagert sind. Obwohl in der Zeichnung ein Bimetallstreifenelernent dargestellt
ist, ist darauf hinzuweisen, daß irgendein gleichwertiges wärmeabhängiges Mittel,
z. B. ein gewickeltes Bimetallelement, dafür eingesetzt werden kann. In der Nähe
des Gehäuses 132 ist, obwohl der Zusammenbau mit dem Gehäuse 132, wie in der Zeichnung
gezeigt, nicht notwendig ist, eine Steuerventileinheit 138 angeordnet, die aus einem
Gehäuse 139, einer Brennstoffkammer i4o und einer Gaskammer 142 besteht, wobei diese
Kammern durch eine für Brennstoff undurchlässige biegsame Membran 14.4 getrennt
sind, die in ihrer Stellung dadurch befestigt ist, daß ihr Rand zwischen zwei Hälften
des Gehäuses 139 eingeklemmt wird. Der in dem Kanal 42 befindliche nicht dosierte
Brennstoff tritt durch eine Leitung 146 in die Kammer i4o und wird in die Leitung
147 durch eine Öffnung 148 gedrückt, deren wirksame Größe durch ein Tellerventil
i5o gesteuert wird, das von einer Ventilspindel 152 und der biegsamen Membran 144
getragen wird. Die Spindel 154 ist an der l embran 144 auf der der Ventilspindel
152 gegenüberliegenden Seite befestigt und erstreckt sich in das Gehäuse 132, um
mit dem Arm 136 des Thermostaten 134 in Eingriff zu kommen. Die Membran 144 wird
durch den in der Kammer i4o wirksamen Druck des nicht dosierten Brennstoffes ständig
nach links gedrückt, wenn die Maschine arbeitet, und ist so bestrebt, das Ventil
i5o zu schließen und den Arm 136 des Thermostaten nach links zu drücken. Der Thermostat
134 kann seitlich am Gehäuse 132 eingestellt werden, um die Kraft zu vergrößern
oder zu verringern, die bestrebt ist, das Tellerventil 150 zu öffnen, indem
die Stellung der Schraube 155
verstellt wird. Das Gehäuse 132 ist durch eine
Leitung 156 mit einer Warmluftquelle, z. B. mit einem in dem Auspuffsammelrohr befindlichen
Wärmeaustauscher, und durch eine Leitung ioo mit dem Ansaugekanal verbunden. Durch
diese Anordnung wird Warmluft mit einer Temperatur, die in Übereinstimmung mit derjenigen
der Maschine veränderlich ist, in das Gehäuse 132 um den Thermostaten herum gesaugt,
der sich ausdehnt, wenn er abgekühlt wird, um das Tellerventil 150 in seine offene
Stellung zu drücken, und der sich, wie in der Zeichnung gezeigt, zusammenzieht,
wenn er erhitzt wird, um zu ermöglichen, daß sich das Ventil schließt. Es ist leicht
zu erkennen, daß das Ventil 15o durch den Thermostat offen gehalten wird, wenn die
Maschine kalt ist, indem der Brennstoff von dem nicht dosierten Kanal 52 in eine
Kammer 44 strömen kann,.- um die Brennstofförderung durch die Öffnung 47, die Leitung
6o, den Verteiler 62 und die Spritzdüse 68 zu erhöhen. Die Kammer 142 ist durch
den Kanal 158 mit den Luftkanälen der Steuereinheit 8 verbunden, und die Membran
144 ist infolgedessen dem Unterdruck im Einlaßsammelrohr oder dem Ansaugekanal durch
die Leitung ioo ausgesetzt. Einschnürungen 16o und 162 sind in den Leitungen ioo
und 156 in der Nähe des Gehäuses 132 vorgesehen, um die Luftströmung in den Kanälen
für die erwärmte Luft zu begrenzen und zu verhindern, daß der Unterdruck in dem
Kanal ioo unter einen Punkt sinkt, bei dem er für die Betätigung des Steuerventils
86 oder der Beschleunigungseinheit 105 unwirksam sein würde, und um das Einsickern
von Luft in das Maschinenansaugerohr soweit zu verhindern, daß eine schädliche Beeinflussung
der Arbeitsweise der Maschine vermieden wird.
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Die Einrichtung zum Steuern der Drosselklappe 6 besteht aus einem
handbetätigten Hebel 164, der auf einem Ende der Drosselklappenwelle 166 angeordnet
ist, aus einem Leerlaufnocken, der bei 168 gezeigt und mit mehreren Stufen versehen
ist, und aus einer Anschlagschraube 170, die mit dem Leerlaufnocken in Eingriff
kommen kann, wobei diese Anschlagschraube 170 in dem Arm 172 des Hebels 164
eingeschraubt ist und durch eine Feder 174 in der gewünschten eingestellten Lage
gehalten wird. Die Einstellung der verschiedenen Stufen des Nockens 168 wird durch
die Stellung des Thermostaten 134 bestimmt, der durch die Stange 176 gegen einen
Anschlag auf diesen Nocken wirkt. Eine nicht gezeigte Verdrehungsfeder kann benutzt
werden, um den Nocken 168 leicht in Richtung des Uhrzeigersinnes zu drehen, wie
in Fig.3 gezeigt ist. Eine Verlängerung der Stange 176, die einen Lappen 177 besitzt,
und ein Bolzen 178, der sich an dem Hebel 164 befindet, sind vorgesehen, um den
Arm 136 des Thermostaten 134 von der Stange 154 zurückzuziehen und dadurch zu bewirken,
daß sich das Ventil io5 schließt, wenn die Drosselklappe 6 weit geöffnet ist. Der
Bolzen 178 des Hebels 164 kommt mit dem Lappen 177 erst in Eingriff,
wenn
die Drosselklappe 6 weit geöffnet ist und damit ein zusätzlicher Weg des Hebels
164 bewirkt wird. Der zusätzliche Weg wird durch eine nachgiebige Verbindung ermöglicht,
die aus einer Feder i8o besteht, die um die Welle 166 herumgewickelt ist und deren
eines Ende an der Welle 166 befestigt und deren anderes Ende fest mit dem Drosselklappenhebel
164 verbunden ist. Durch diese Anordnung entfernt die einströmende Luft in dem Falle,
daß die Maschine abgewürgt wird, wenn sich die Drosselklappe 6 in ihrer weitgeöffneten
Stellung und das Brennstoffventil i5o in seiner geschlossenen Stellung befindet,
das Übermaß an Brennstoff von dem Einlaßsammelrohr 70 und dem Maschinenzylinder.
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Ein Querschnitt durch eine Spritzdüse zusammen mit einem Teil des
Einlaßsammelrohres 70 und der Druckleitung 66 ist in der Fig. 4 gezeigt,
in die ein Auslaßkanal 200 und eine Mündung 2o2 eingeschlossen sind, die von einem
Ventil 204 gesteuert wird, das auf dem hin und her bewegbaren Schaft 2o6 angeordnet
ist und durch eine kalibrierte Feder 208 in seine geschlossene Stellung gedrückt
wird, die zwischen dem den Schaft 2o6 unterstützenden Lager 21o und dem Kragen 212
wirkt, der auf dem Schaft 2o6 in der Nähe des dem Ventil 2o4 abgekehrten Endes befestigt
ist.
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Das Ventil 2o4 bleibt geschlossen, bis der Druck in der Leitung 66
und dem Kanal 200 auf einen bestimmten Mindestwert aufgebaut ist. Die Düse, die
mit einem Außengewindeteil versehen ist, ist in einen mit einem Innengewinde versehenen
Putzen 2i4 eingeführt, die in dem Einlaßsammelrohr ausgebildet und durch eine Dichtungsscheibe
216 dagegen abgedichtet ist.
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Bei der normalen Arbeitsweise der Brennstoffdosiereinrichtung tritt
der Brennstoff durch den Einlaß 2o und den Kanal 21 in die Zahnradpumpe iö ein und
wird durch diese durch den Kanal 24 zu dem Pumpenläufer 38 gefördert, wobei der
Brennstoffdruck zwischen der Zahnradpumpe io und dem Pumpenläufer 38 in der Pumpenleitung
26 durch das Ventil 28 und die kalibrierte Feder 34 auf einer im wesentlichen konstanten
Höhe gehalten wird. Der zu dem Läufer 38 der Zentrifugalpumpe 36 geförderte Brennstoff
wird von dieser unter einem erhöhten Druck in den Kanal 42 gedrückt. Der Druck des
von der Zentrifugalpumpe 36 geförderten Brennstoffes wird um einen Betrag, der unmittelbar
dem Quadrat der Geschwindigkeit des Läufers und damit proportional dem Quadrat der
Maschinendrehzahl ist, größer sein als der Pumpeneinlaßdruck.
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Der Brennstoff fließt von dem Zentrifugalpumpenläufer 38 unter erhöhtem
Druck durch die Dosieröffnung 46 in die Kammer 44, in der er die Membran 52 beaufschlagt
und das Ventil 48 von der Öffnung 47 abhebt, wodurch dem Brennstoff gestattet wird,
von der Kammer 44 in die Leitung 6o zu treten. Aus der Leitung 6o wird der Brennstoff
durch die umlaufende Nut 67 des Verteilers 62 mit Unterbrechungen zu den verschiedenen
Druckleitungen 66 und zu den Düsen 68 gedrückt, die in dem Einlaßsammelrohr 7o angeordnet
sind. Die Brennstofförderung durch die Öffnung 47 wird durch den in der Kammer 72
und dem Kanal 8o wirksamen veränderlichen Druck geregelt. Diese stehen durch die
Öffnung 82 mit dem Kanal 24 vor dem Pumpenläufer 38 und durch die gesteuerte Öffnung
86 mit dem nicht dosierten Brennstoff in dem Kanal 42 in Verbindung, so daß in dem
Kanal 8o und der Kammer 72 ein Druck erzeugt wird, der einen mittleren Wert zwischen
den im Kanal 22 und im Kanal 24 herrschenden Brennstoffdrücken hat. Die Höhe des
Brennstoffdruckes im Kanal 8o mit Bezug auf die Drücke, die vor und hinter dem Pumpenläufer
38 herrschen, wird von der wirksamen Größe der Öffnung &6 mit Bezug auf die
Größe der Öffnung 28 abhängen. Wenn z. B. die Öffnung 86 eine wirksame Fläche hat,
die der Öffnung 82 gleicht, wird der Druck im Kanal 8o im wesentlichen halb so groß
sein, wie die Drücke vor und hinter dem Pumpenläufer 38, und zwar unabhängig von
der Drehzahl dieses Pumpenläufers 38. Es ist daher zu erkennen, daß sich der Differenzdruck
zwischen dem Druck des nicht dosierten Brennstoffes hinter dem Pumpenläufer 38 und
dem Druck im Kanal 80 für eine besondere Einstellung des Ventils 84 nach dem Quadrat
der Maschinendrehzahl verändern wird.
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In der Steuereinheit45 sind die Federn74und76 im wesentlichen ausbalanciert
und durch die Schraube 78 so eingestellt, daß das Ventil 48 die Öffnung47 schließen
wird, wenn dieMaschine nicht arbeitet, indem so die Brennstofförderung verhindert
wird, wenn die Maschine angelassen wird oder unter ihrer eigenen Kraft arbeitet.
Die Brennstoffdrücke in den Kammern 74 und 72 werden daher im wesentlichen während
des Betriebes der Maschine konstant gehalten. Eine kleine Druckerhöhung in der Kammer
44 wird also bewirken, daß sich das Ventil 48 weiter öffnet, so .daß der Brennstoff
durch die Öffnung 47 in einem größeren Ausmaß strömen kann, bis die Drücke in den
beiden Kammern wieder gleich sind. Falls sich der Druck in der Brennstoffkammer
72 erhöhen sollte, wird die auftretende Kraft auf die Membran 72 wirken und damit
das Ventil 48 in seine geschlossene Stellung drücken, indem so die Brennstofförderung
durch die Öffnung 47 gedrosselt und dem Druck in der Kammer 44 gestattet wird, sich
zu erhöhen, bis er gleich dem neuen Druck in der Kammer 72 ist. Da der Druck des
dosierten Brennstoffes in der Kammer 44 gleich dem Steuerdruck in der Kammer 72
und da der Differenzdruck zwischen dem Druck des nicht dosierten Brennstoffes in
der Leitung 42 und dem Steuerdruck sich mit denn Quadrat der Maschinendrehzahl verändert,
verändert sich der Differenzdruck zwischen dem Druck in der Kammer 44 und demjenigen
des nicht dosierten Brennstoffes für eine gemessene Einstellung des Ventils 8-4
in gleicher Weise mit dem Quadrat der Maschinendrehzahl. Aus dem folgenden wird
offenbar, daß Druckveränderungen in der Kammer 72 eine Erhöhung oder eine Abnahme,
je nach der Lage des Falles., der Brennstoffmenge zur Folge haben, die durch, die
Dosieröffnung 46 gefördert wird.
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Die Brennstoffmenge, die durch eine Dosieröffnung von gegebener Größe,
beispielsweise die Dosieröffnung
46, strömen wird, wird sich im
Verhältnis der Quadratwurzel des Differenzdruckes zwischen dem Brennstoffdruck in
dem Kanal 42 und in der Kammer 44 verändern, und: da sich dieser Differenzdruck
mit dem Quadrat der Maschinendrehzahl verändert, ist es offenbar, daß die Menge
des Brennstoffes, die durch die Öffnung 46 für eine gegebene Einstellung des Ventils
84 strömen wird, sich proportional der Maschinendrehzahl verändert. Da sich das
Gewicht des Luftstromes, der zu einer Maschine bei einem gegebenen Ansaugerohrdruck
strömt, im wesentlichen im linearen Verhältnis zu der Maschinendrehzahl verändert,
wird die hier beschriebene Brennstoff dosiereinrichtung den Brennstoff in Übereinstimmung
mit dem Luftstrom in die Maschine liefern.
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Wenn das Gewicht der zu der Maschine bei irgendeiner gegebenen Drehzahl
gelieferten Luft sich durch eine Druckerhöhung im Ansaugerohr vergrößern sollte,
wird die Menge des dadurch gelieferten Brennstoffes demgemäß durch die Wirkung des
erhöhten Druckes in dem Ansaugekanal auf die Membran 87 erhöht werden, die das Ventil
84 in seine geschlossene Stellung drückt. Wenn sich das Ventil 84 auf seine geschlossene
Stellung zu bewegt, wird der Druck in der Steuerleitung 8o und der Kammer 72 vermindert,
um sich dem Druck in dem Kanal 24 vor dem Pumpenläufer zu nähern, und infolgedessen
wird sich das Ventil 48 öffnen, so daß eine größere Brennstoffmenge] zu der Maschine
gefördert und der Druck des dosierten Brennstoffes in der Kammer 44 soweit vermindert
wird, bis er dem reduzierten Druck in dem Steuerkanal 8o und der Kammer 72 gleich
ist. Mit anderen Worten vermindert eine Herabsetzung des Druckes in dem Steuerkanal
8o und der Kammer 72 den Druck in der Kammer 44 und erhöht dadurch den Differenzdruck
zwischen dem Druck des nicht dosierten Brennstoffes in dem Kanal 4z und dem dosierten
Brennstoff in der Kammer 44., Der Brennstoff wird daher durch die Öffnung 46 in
größerer Menge gefördert werden, um das erhöhte Gewicht der in die Maschine eintretenden
Luft auszugleichen.
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Bei der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung kann das Ventil zum Regeln
des Steuerdruckes derart arbeiten, daß das. Brennstoffgemisch bei der höheren Drehzahl
angereichert wird, um den Maschinenanforderungen zu entsprechen. Wenn die Maschine
im Leerlauf arbeitet, ist: der Druck in dem Ansaugerohr verhältnismäßig niedrig,
und als Ergebnis hiervon drückt der nicht dosierte Brennstoff in der Kammer
97 und der atmosphärische Druck in der Kammer 98 die Membranen 87
und ga nach links und das Ventil in seine offene Stellung, wodurch die wirksame
Fläche der Öffnung 86 erhöht wird. Wenn sich das Ventil 84 in dieser Stellung befindet,
sind die Drücke im Kanal 8o und in der Kammer 72 verhältnismäßig noch, und indem
sie auf die Membran 52 und das Ventil 48 wirken, erzeugen sie in der Kammer 44 einen
gleich hohen Druck und einen niedrigen Differenzdruck über der Dosieröffnung d:6,
was eine niedrige Brennstofförderung durch die Dosieröffnung 46 nach der Maschine
zur Folge hat, die oben beschrieben worden ist. Wenn die Maschine bei verhältnismäßig
hohen Drehzahlen arbeitet, die normalerweise ein reiches Brennstoff-Luft-Gemisch
erfordern, wird das Vakuum im Ansaugekanal verhältnismäßig niedrig sein und das
Ventil 84 in seine geschlossene Stellung gedrückt, indem der Brennstoff in dem Kanal
42 und der Kammer 97 gedrosselt wird, bevor er in den Kanal 8o eintritt.
Als Ergebnis hiervon werden sich die Drücke im Kanal 8o und in den Kammern 72 und
44 dem niedrigen Druck in dem Kanal 24 nähern, indem eine Erhöhung des Differenzdruckes
über der Öffnung 46 und infolgedessen eine Erhöhung der Brennstoffströmung durch
diese Öffnung 46 zu der Maschine bewirkt wird, wie weiter oben erwähnt wurde.
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Es ist bekannt; daß, wenn die Drehzahl einer Brennkraftmaschine erhöht
wird, ihr volumetrischer Wirkungsgrad allmählich über den größten Teil des Betriebsbereiches
abnimmt, wobei diese Abnahme insbesondere bei verhältnismäßig hohen Drehzahlen stattfindet.
Da die vorliegende Dosiereinrichtung den Brennstoff zu der Maschine in einem Verhältnis
liefert, das proportional der Drehzahl der Maschine und infolgedessen dem größten
theoretischen volumetrischen Wirkungsgrad der Maschine angepaßt ist, würde das Brennstoff-Luft-Verhältnis,
wenn es nick korrigiert würde, reicher werden, wenn der volumetrische Wirkungsgrad
geringer würde. Um das richtige Brennstoff-Luft-Verhältnis unabhängig von den Veränderungen
in dem volumetrischen Wirkungsgrad zu halten, ist die kleine Membran g i vorgesehen,
die eine Wand der Kammer 97 bildet: und so dem Druck des nicht dosierten
Brennstoffes hinter dem Pumpenläufer 3-8 ausgesetzte ist. Durch diese Anordnung
drückt: der nicht dosierte Brennstoffdruck, der sich mit dem Quadrat der Maschinendrehzahl
verändert, die Membran gi und das Ventil 84 nach links, wodurch ermöglicht wird,
daß sich der Druck in dem Steuerkanal 8o und der Kammer 72 in einem Verhältnis ändert,
welches etwas größer ist als dasjenige, das durch die Veränderung der Pumpenläuferdrchzahl
bewirkt wird. Wie weiter oben auseinandergesetzt wurde, bewirkt eine Druckerhöhung
in der Kammer 72 eine gleiche Druckerhöhung in der Kammer 44 und einen kleineren
Differenzdruck über der Dosieröffnung 46. Der geförderte Brennstoff wird daher ungefähr
auf die Menge vermindert, die erforderlich ist, um die Abnahme des volumetrischen
Wirkungsgrades auszugleichen.
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Bei der Beschleunigung der Maschine wird die Drosselklappe 6 normalerweise
schnell geöffnet, was eine beträchtliche Abnahme des Unterdruckes in dem Ansaugekanal
und eine entsprechende Erhöhung des Gewichts der in die Maschine eintretenden Luft
zur Folge hat. An diesem Punkte der Arbeitsweise der Maschine ist es im allgemeinen
wünschenswert, das Brennstoff-Luft-Verhältnis zu erhöhen, um der Maschine eine zeitweilige
hohe Ausgangsleistung zu erteilen. Bei der Vorrichtung io5, die zum Bewerkstelligen
dieser zeitweiligen Anreicherung dient, wird die Steigerung des Druckes in dem Ansaugekanal,
die sich ergibt, wenn die Drosselklappe 6 offen ist,
durch die Leitung
ioo und die Kammer i2o übertragen auf die Membran 118 und drückt diese nach links,
wodurch die Feder 128 zusammengedrückt und infolgedessen die Kraft vermindert
wird, die bestrebt ist, das Ventil io8 zu schließen. Während dieses Zwischenabschnittes
eines erhöhten Druckes in der Kammer i2o bewegt der Druck des nicht dosierten Brennstoffes
in der Kammer 126 die Membran 112 und das Ventil io"8 nach links, wodurch das Ventil
geöffnet und dem zusätzlichen Brennstoff ermöglicht wird, zu dem Verteiler und von
dort zu der Maschine zu gelangen. Der verhältnismäßig kleine Verbindungskanal 124
hat zur Folge, da,ß der Druck in der Kammer 122 sich allmählich erhöht und dem Druck
in der Kammer i2o annähert, so daß die ursprünglich wirksame Kraft der Feder 128,
die bestrebt ist, das Ventil io8 zu schließen, von neuem wirksam wird. Das Ventil
io8 schließt sich dann und bleibt geschlossen, bis der Druck in dem Ansaugekanal
wieder erhöht wird.
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Während des Startens und Anwärmens der Maschine wird ein höheres Brennstoff-Luft-Verhältnis
gefordert als während der normalen Arbeitsweise der Maschine. In der Brennstoffdosiereinrichtung
wird dieses höhere Brennstoffverhältnis durch das thermostatisch gesteuerte Ventil
i5o erreicht, das; wenn die Maschine kalt ist, den Brennstoff von dem nicht dosierten
Brennstoffkanal 42 durch die Leitung 146 zu der Leitung 147 übertreten läßt, die
mit: dem dosierten Brennstoffkanal vor dem Ventil 48 in Verbindung steht. Dieses
ist bestrebt, den Druck in der Kammer 44 und demgemäß die Brennstofförderung durch
die Öffnung 47 zu erhöhen. Wenn die Maschine warm wird, bewirkte die erhitzte Luft,
die aus dem Gehäuse gesaugt wird, eine Ausdehnung des Thermostaten 134. Dadurch
schließt. der auf der Membran 144 lastende Druck das Ventil 150.
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Der Leerlaufnocken 168, der verhindert, daß die Drosselklappe 6 vollständig
geschlossen wird, wenn die Maschine kalt ist, wird mittels des Thermostaten 134
durch die Stange 176 geregelt, die an dem Arm 136 des Thermostaten befestigt ist,
wobei diese Stange geeignet ist, den Nocken in übereinstimmung mit der Stellung
dieses Armes 136 zu drehen. Die weit geöffnete Stoßeinrichtung, die geeignet ist,
das Ventil. i So zu schließen, wenn ein zusätzlicher Weg des Drosselklappenhebels
6 bewirkt worden ist, gestattet die Entfernung der übermäßigen Brennstoffmenge aus
dem Ansaugekanal, dem Einlaßsammelrohr und aus den Zylindern, wenn die Maschine
beim Starten überflutet (zum Absaufen gebracht) worden ist.
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Obwohl nur ein spezifisches Ausführungsbeispiel der Erfindung in die
Beschreibung aufgenommen worden ist, ist darauf hinzuweisen, daß viele Veränderungen
vorgenommen werden können, um den besonderen Anforderungen gerecht zu werden. Es
ist in Betracht gezogen, daß andere Elemente oder Einrichtungen als die in den Zeichnungen
dargestellten in die vorliegende Dosiereinrichtung eingebaut werden können, um,
eine befriedigende Brennstoff-Luft-Mischung unter allen Arbeitsbedingungen der Maschine
zu erlangen. Eine auf Veränderungen des atmosphärischen Druckes ansprechende Vorrichtung
kann in die vorliegende Dosiereinrichtung eingebaut werden, um das Brennstoff-Luft-Verhältnis
zu verändern und genaue Gemischladungen bei beträchtlichen Abänderungen des atmosphärischen
Druckes aufrechtzuerhalten. Ein Auflader kann in dem Lufteinlaßkanal angeordnet
und entweder vor oder hinter der Drosselklappe 6 eingebaut werden. Die Abwandlungen,
die notwendig sind, die soeben beschriebenen Elemente in die vorliegende Einrichtung
einzubauen, sind für jeden Fachmann klar.