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Ansaugsystem für mit Vergasern ausgestattete Verbrennungsmotore Die
Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für mit Vergasern . ausgestattete Verbrennungsmotoren,
insbesondere auf ein Ansaugsystem mit einem Fallstromvergaser, welches Mittel zum
Auffangen und Verteilen des flüssigen, längs der Wandungen dieses Ansaugsystems
fließenden Brennstoffs aufweist.
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Bekanntlich weisen diese Motore den schweren Nachteil auf, daß, bei
ihrer Stillsetzung in sehr warmem Zustand die Temperatur ihrer Vergaservorrichtung
während der auf die Stillsetzung folgenden Minuten ansteigt, und zwar einerseits
infolge der Leitfähigkeit der Metalle, welche die Wärme von den heißen Teilen des
Motors bis zu der eigentlichen Vergasungsvorrichtung weiterleiten, sowie ferner
infolge der Strahlung dieser heißen Teile, welche durch den Fortfall der normalerweise
bei arbeitendem Motor wirksamen Belüftung noch gesteigert wird.
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Diese beiden Erscheinungen führen zu einer. bedeutenden Erhöhung der
Temperatur des Vergasungssystems sowie zum Sieden des Brennstoffs, und zwar sowohl
in dem eigentlichen Vergaser wie in den diesen Brennstoff von dem Vorratsbehälter
zu dem Vergaser führenden Leitungen.
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Durch dieses Sieden gelangt Brennstoff in flüssigem und in gasförmigem
Zustand in die Einlaßleitung, wobei der flüssige Brennstoff durch die Gasblasen,
welche aus der Vergasungseinrichtung oder den Leitungen auszutreten suchen, vorwärts
getrieben wird.
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Diese Erscheinung, welche gewöhnlich mit dem Ausdruck »Perkolation«
bezeichnet wird, ist insbesondere bei den Fallstromvergaserri ausgeprägt,
bei
welchen der Brennstoff in dampfförmigem Zustand (wobei diese Dämpfe im allgemeinen
schwerer als die Luft sind) und erst recht in flüssigem "Zustand nur durch die Schwere
in die Einlaßleitung fällt.
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Wenn man anschließend den Motor wieder in Gang setzen will, bildet
der in der Einlaßleitung angesammelte Brennstoff zusammen mit der Luft ein zu reiches
Gemisch, welches nicht brennbar ist, so daß der Motor nicht anspringt.
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Es ist bereits bekannt, im Ansaugrohr einer Brennkraftrnaschine Ringnuten
zum Auffangen und Verteilen des flüssigen, längs der Wandung des Ansaugsystems fließenden
Brennstoffs vorzusehen.
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Die Erfindung bezweckt insbesondere, den bekannten Schwierigkeiten
beim Anlassen von Verbrennungsmotoren in heißem Zustand abzuhelfen.
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Gemäß der Erfindung wird bei einem Ansaugsystem für mit Vergasern
ausgestatteten Verbrennungsmotoren, insbesondere bei einem Ansaugsystem mit einem
Fallstromvergaser, welches Mittel zum Auffangen und Verteilen des flüssigen, längs
der Wandungen dieses Ansaugsystems fließenden Brennstoffs aufweist, mittels einer
Leitung und eines Rohres einem gemeinsamen Ausgang gleichzeitig der im flüssigen
Zustand an den Wänden des Ansaugstutzens aufgefangenen Brennstoff und der Brennstoff
im gasförmigen Zustand, der sich im unteren Teil der Motoransaugleitung sammelt,
zugeführt, wobei der Ouerschnitt des Rohres wesentlich größer ist als der der Leitung.
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Die Erfindung ist nachstehend-unter Bezugnahme auf :die Zeichnung
beiepielshalber erläutert.
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Fig. i zeigt einen schematischen lotrechten Schnitt durch eine Ausführungsform
eines Vergasers gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt ebenfalls in einem lotrechten
schematischen Schnitt eine Ausführungsabwandlung eines Teils der in Fig. i dargestellten
Vorrichtungen.
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Die Erfindung ist nachstehend in ihrer Anwendung auf eine Anordnung
erläutert, welche einen Fallstromvergaser für einen mit der üblichen Einlaßleitung
versehenen Verbrennungsmotor umfaßt. Diese Anordnung ist in ihrer Gesamtheit auf
beliebige geeignete Weise ausgebildet und entbält z. B. eine Hauptleitung i mit
einer Drosselklappe 2, vor oder hinter welcher die Spritzvorrichtung 3 liegt, wobei
diese Leitung in ihrem weiteren Verlauf mit der Einlaßleitung q. des Motors verbunden
ist und an ihrem Anfang zweckmäßig einen Luftfilter 5 enthält.
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Es ist angenommen, daß die Einlaßleitung 4. mit der entsprechenden
Auspuffleitung ein Stück bildet, so. däß auf der lotrechten Achse des Vergasers
eine von den Auspuffgasen sehr kräftig geheizte tiefe Stelle entsteht. Diese Anordnung
ist unter dem Namen »hot spot« bekannt.
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. Diese Vorrichtung ist nun mit einem Auslaß versehen, welcher an
einer tiefen Stelle` der Einlaßleitung vorgesehen ist und dazu dient, aus dieser
Leitung wenigstens einen Teil des flüssigen oder dampfförmigen Brennstoffs abzuführen,
welcher sich in dieser Leitung über dieser tiefen Stelle angesammelt hat. Zur Steuerung
dieses Auslasses dient ein Verschlußsystem, welches so betätigt wird, daß es offen
ist, wenn der Motor stillsteht, und geschlossen, wenn sich der Motor in Betrieb
befindet.
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Dieses Verschlußsystem kann auf beliebige geeignete Weise gesteuert
werden, z. B. durch elektrische Mittel, welche durch die Schließung und Unterbrechung
des Zündkreises des Motors gesteuert werden, oder durch z. B. auf den in der Einlaßleitung
herrschenden Unterdruck ansprechende pneumatische Mittel oder durch z. B. auf den
Druck des Schmieröls oder des Kühlwassers oder des in den Vergaser geförderten Brennstoffs
ansprechende hydraulische Mittel, oder durch eine beliebige Kombination dieser Mittel,
insbesondere der pneumatischen und hydraulischen Mittel.
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Zwischen dem eigentlichen Vergaser und der Einlaßleitung wird zweckmäßig
in der lotrechten Wand dieser letzteren eine Ringnut 6 angebracht, welche eine solche
Form besitzt, daß sie weder einen Druckverlust noch eine Einschnürung für die Gasströmung
bewirkt, aber den ganzen Brennstoff auffangen kann, welcher in flüssigem Zustand
längs der Wände herabrinnt, so daß er nicht den Barunterliegenden waagerechten Teil
der Einlaßleitung erreichen kann. Aus Herstellungsgründen wird diese Ringnut zweckmäßig
in einer Art Flansch 7 vorgesehen, welcher zwischen dem Vergaser und der eigentlichen
Leitung angeordnet ist.
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Der Grund dieser Nut liegt in einer schiefen Ebene, welche zu einem
Abfuhrkanai 8 führt, so daß jede Ansammlung der Flüssigkeit in der Nut verhindert
wird. Der Kanal 8 durchdringt die Wand der Einlaßleitung ,4 und endigt im Innern
eines Rohres 18, dessen Querschnitt erheblich größer als der des Kanals 8 ist und
dessen oberes Ende an die Leitung q. an einer tiefen Stelle derselben angeschlossen
ist, welche z. B. in der Nähe der unteren Erzeugenden dieser Leitung liegt.
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Schließlich ist am unteren Ende des Rohres 18 ein Sitz io vorgesehen,
welchen ein Ventil i i mit oder ohne Rückführungsfeder verschließen kann, wobei
dieses Ventil z. B. durch ein System mit einem Elektromagneten 13 gesteuert
wird. Das Rohr 18 stellt bei öffnung des Ventils ii eine unmittelbare abwärts führende
Verbindung zwischen dem unteren Teil der Einlaßleitung und dem Außenraum her, so
daß die sich in der Leitung bei Verdampfung des Brennstoffs bei Berührung mit den
heißen Wänden bildenden Dämpfe (welche schwerer als die Luft sind) durch die Schwerkraft
abgeführt werden können.
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Bei Unterbrechung des Zündkreises zur Stillsetzung des Motors wird
gleichzeitig die Speisung des Elektromagneten unterbrochen. Das Ventil i i öffnet
sich augenblicklich.
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Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei der Stillsetzung
des Motors, wenn die Temperatur unter der Haube beträchtlich ist und außerdem eine
erhebliche Wärmemenge durch Leitung oder durch Strahlung von dem hot spot der Einlaßleitung
aus oder auch von der benachbarten
Auspuffleitung aus zu dem Vergaser
gelangt, entstehen Dampfblasen aus Brennstoff in den Leitungen des Vergasers. Diese
Blasen suchen auszutreten und treiben flüssigen Brennstoff vor sich her, welcher
entweder durch das Hauptspritzsystem 3 oder durch die Leitungen für den Langsamlauf
oder durch andere in der Vorrichtung vorhandene Kanäle abfließt.
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Es ist zu bemerken, daß zu diesem Zeitpunkt die Drosselklappe :2 im
Prinzip geschlossen ist. Hieraus ergibt sich, daß - der in den Vergaser fallende
flüssige Brennstoff mit der Drosselklappe in Berührung kommt und infolge der Schräglage
derselben zu einer bestimmten Zone der Wand der Leitung i geleitet wird. In, dem
Fall der Fig. i liegt diese Wandzone auf der linken Seite der Figur.
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Jedenfalls setzt der ganze-flüssige Brennstoff in der Leitung hinter
der Drosselklappe seinen Weg längs der Wände unter der Einwirkung der Schwerkraft
fort.
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Bevor der Brennstoff den waagerechten Teil der Einlaßleitung erreichen
kann, wo er auf den hot spot treffen und verdampfen könnte, wird er von der Nut
6 aufgefangen und dank der Neigung des Grundes derselben vollständig zu dem Abfuhrkanal
8 geleitet.
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Da, wie oben ausgeführt, das Ventil i i offen ist, wenn der Motor
stillsteht, wird der flüssige Brennstoff durch die Öffnung io entweder ins Freie
oder in einen beliebigen zu seiner Aufnahme bestimmten Behälter abgeführt.
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Unter diesen Bedingungen ist die bei der Stillsetzung des Motors erzeugte
Menge an Brennstoffdampf vernachlässigbar. Sie kann nur von dem Brennstoff herrühren,
welcher längs der Wände kocht, welche ihrerseits ziemlich heiß sind. Es wird weiter
unten gezeigt werden, wie man diesen Nachteil ebenfalls verhindern kann.
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Bei der Inbetriebsetzung des Motors bewirkt die Schließung des Ventils
i i, daß keine Zusatzluft durch -den Kanal 8 in die Einlaßleitung eintreten kann.
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In allen Fällen kann die oben beschriebene Elektromagnetvorrichtung
zur Betätigung des Ventils i i durch eine Vorrichtung der auf Fig. 2 dargestellten
Art ersetzt werden.
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Bei- dieser Lösung wird zur Zurückführung des Ventils i i auf seinen
Sitz, wenn der Motor läuft, gleichzeitig der in der Einlaßleitung herrschende Unterdruck
und der Druck des Öls, des Brennstoffs, des Wassers oder auch der Luft (bei Motoren
mit Luftkühlung) benutzt.
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In diesem Fall wird ein Rohr 18 benutzt, welches dem der Fig. i ähnlich
ist, das Ventil i i wird jedoch vollständig von einer mit ihm starr verbundenen
Stange 12 durchdrungen.
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Unter dem Ventil i i ist eine Kammer angeordnet, welche durch eine
Membran ig in zwei Räume 2o und 21 geteilt wird, von denen der Raum 2o mit der Außenluft
durch eine Öffnung 22 in Verbindung steht, während der Raum 21 durch ein Rohr 23
mit einer Öl- oder Wasserleitung, oder mit dem Röhr für die Zufuhr von Brennstoff,
oder mit einer von Luft durchströmten Leitung verbunden ist.
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Die Stange 12 kann in der den Raum :2o begrenzenden Wand 24 dicht
gleiten und ruht mit ihrem unteren Ende auf einer in der Mitte der Membran ig befestigten
Scheibe 25.
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Man sieht sofort, daß bei stillstehendem Motor weder ein Unterdruck
in der Einlaßleitung 4 noch ein Druck in dem Raum 21 herrscht, da die Ölpumpe (oder
Wasser- oder Benzinpumpe) nicht fördert. Das seinem Eigengewicht überlassene Ventil
i i wird daher von seinem Sitz abgehoben, so daß bei Stillsetzung des heißen Motors
der in der Leitung angesammelte flüssige oder dampfförmige Brennstoff ins Freie
entweichen kann.
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Wenn der Motor läuft, entsteht ein gewisser Unterdruck in der Einlaßleitung,
und ein gewisser Druck stellt sich in dem Raum 21 ein. Die Membran i9 verstellt
sich nach oben, so daß das Ventil -Ti. gleichzeitig durch den in der Leitung 4 herrschenden
Unterdruck und die Wirkung der Membran auf seinen Sitz zurückgezogen wird. Wie dies
bereits bei. dem Elektromagneten der Fall war, tritt die Wirkung des Öldrucks (oder
des Wasser-, Brennstoff- oder Luftdrucks) nur zu dem Unterdruck hinzu, welcher an
sich für die Schließung des Ventils i i zu schwach. und zu unstabil ist, wenn der
Motor mit niedriger Drehzahl bei Vollast läuft.