EP0233612A2 - Vergaser für Verbrennungsmotoren - Google Patents

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EP0233612A2
EP0233612A2 EP87102088A EP87102088A EP0233612A2 EP 0233612 A2 EP0233612 A2 EP 0233612A2 EP 87102088 A EP87102088 A EP 87102088A EP 87102088 A EP87102088 A EP 87102088A EP 0233612 A2 EP0233612 A2 EP 0233612A2
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EP
European Patent Office
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fuel
cross
channel
carburetor according
carburetor
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EP87102088A
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EP0233612A3 (en
EP0233612B1 (de
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Joseph Plannerer
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VJA FOUNDATION
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VJA FOUNDATION
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M3/00—Idling devices for carburettors
    • F02M3/08—Other details of idling devices
    • F02M3/12—Passageway systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/78—Sonic flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/81—Percolation control

Definitions

  • the invention relates to a carburetor for internal combustion engines, according to the preamble of claim 1 and an idling installation part therefor according to the preamble of claim 20.
  • Such a carburetor is known from DE-AS 24 52 342.
  • the idle duct arrangement is guided in the material of the carburetor housing, primary air being fed to the fuel in the vertically arranged fuel duct via a branch duct arranged at an acute angle to form an emulsion.
  • the emulsion At the lower end of the fuel channel, the emulsion first enters a storage space for transition bores, which open into the intake channel in the closed position in the contact area of the edge of the throttle valve.
  • the fuel channel is in another on the side of the supply chamber opposite the inlet Feed chamber of the idling system, from which the fuel reaches a mixing chamber for the admixture of combustion air via a throttle bore which can be adjusted in cross section by means of an adjusting screw and throttle mandrel.
  • a mixing chamber for the admixture of combustion air via a throttle bore which can be adjusted in cross section by means of an adjusting screw and throttle mandrel.
  • the fuel-air mixture On the side of the mixing chamber opposite the throttle bore, the fuel-air mixture enters a tube which extends far into the intake duct below the throttle valve and has a step-shaped throttle point on its side adjacent to the mixing chamber, which constricts the cross section to produce the speed of sound in the flow of the idle duct arrangement represents.
  • the combustion air is fed to the mixing chamber from an intake opening in the wall of the intake duct above the throttle valve via a throttle, which in the mixing chamber leads to a negative pressure required for conveying the fuel out of the fuel duct.
  • the negative pressure generated in the mixing chamber must be quite substantial, since it must lead to an exit of the fuel from the adjacent throttle opening at a relatively high speed, which must be fed to the narrow inlet of the throttle point on the other side of the mixing chamber without the Mixing chamber is contaminated by coking condensate on its walls. This must be achieved, although considerable pressure losses occur in the area of the supply chamber for the transition bores and the supply chamber for the idling system with the throttle mandrel. Therefore, the vacuum of the combustion air in the mixing chamber must be quite substantial.
  • the pressure in the mixing chamber must still be almost twice the pressure in the intake pipe if the cross-sectional constriction is to achieve the speed of sound. So if you assume a pressure in the mixing chamber of 0.75 bar at which If the emulsion is just being adequately conveyed, a pressure in the intake pipe of at most about 0.4 bar is required in order to achieve the speed of sound at the cross-sectional constriction and thus the desired relatively fine atomization.
  • the desired fine atomization can no longer be achieved even in the lower part-load range, and the setting is extremely susceptible to failure even in the actual idling mode, so that the engine can die, for example, when the air conditioning system is switched on automatically.
  • an incomplete "gasification" i.e. reduction of the droplet diameter of the fuel down to almost the molecular range, is achieved, since the combustion air present at low pressure and low speed with the emulsion, the also enters the mixing chamber at a relatively slow speed, already together in the mixing chamber is brought so that there is no significant effect in terms of reducing the droplet diameter at the mixing point.
  • the fuel-air mixture with relatively large droplet diameters thus reaches the range of the sound flow, if this is achieved at all, and the droplet diameter can only be reduced subsequently by the action of pressure waves. Even when the speed of sound is achieved in the cross-sectional constriction, subsequent crushing of the droplets in the mixture is thus achieved only to a limited extent, and such a reduction is almost completely eliminated without reaching the speed of sound.
  • the invention has for its object to provide a carburetor of the type specified in the preamble of claim l, the idling system results in the best possible mixture preparation and homogeneous mixture supply to all cylinders with stable operation both in idle mode and under partial load.
  • the end of the fuel channel is designed as a tubular nozzle and is arranged in a concentric supply channel for the combustion air results in a concentric flow around the fuel channel and the outlet opening thereof with combustion air, which is rectified with the conveying direction of the fuel in the fuel channel. This also serves to cool the fuel and to avoid the formation of vapor bubbles in the fuel which cause inhomogeneities.
  • the mouth of the tubular nozzle is arranged in the region of the cross-sectional constriction arranged in the combustion air duct, the fuel is added to the combustion air flowing at the speed of sound, and thus already in Torn into tiny droplets as the mixture mixes;
  • pressure surges downstream of the admixing point lead to a further intensification of the mixing and homogenization of the mixture and to further comminution of larger droplets that are still present. This results in an almost real physical gasification of the fuel in the mixture, so that it is in an almost molecular particle size.
  • the speed of sound at the cross-sectional constriction is achieved with a high degree of certainty and in particular also in part-load operation, since the entire pressure drop between approximately ambient pressure and the pressure in the intake pipe can be used to achieve the critical pressure ratio. Even if the pressure in the intake pipe rises above 0.5 bar, the speed of sound at the cross-sectional constriction can still be achieved. Even with a possible transition from the Laval flow to a Venturi flow under certain operating conditions, there is still a very fine division and homogeneous mixing, since only the sonic pressure surges are eliminated, but the mixing is still carried out using the maximum achievable speed differences.
  • the carburetor according to claim 2 in a manner known per se has a device for introducing primary air into the fuel to form an emulsion, is achieved in the context of the invention that a larger mass flow passes through the tubular nozzle to promote a certain amount of fuel than in promotion fuel alone.
  • a larger mass flow passes through the tubular nozzle to promote a certain amount of fuel than in promotion fuel alone.
  • the fuel channel as a whole is designed as a tube lying in the air flow, there is, in addition to a correspondingly intensive cooling by the air flowing around, the possibility of sucking in the primary air to form the emulsion according to claim 4 in a simple manner through peripheral openings in the tube wall.
  • the arrangement and design of the openings can easily be designed for the desired primary air quantity and primary air distribution.
  • the primary air supplied to the fuel also serves to further cool the fuel from the inside. The relatively intensive cooling achieved in this way not only minimizes the risk of vapor bubbles forming, but also increases the thermal efficiency. Because the emulsion is only formed in the fuel tube thus serving as a mixing tube, segregation of the air and fuel components can be better avoided than when the primary air is introduced far upstream of the supply of the fuel or the emulsion into the combustion air.
  • the dimensioning of the cross-sectional constriction of the supply duct for combustion air according to claim 6 results in an addition of the combustion air to set a desired idling speed of the engine.
  • a throttling of the fuel supply per se is not desired in order not to generate unnecessary flow losses, it can also be advantageous for sucking in a defined desired amount of primary air in addition to the dimensioning of the openings in the wall of the tube, upstream of such Provide openings a pre-throttle to secure a corresponding negative pressure in the fuel channel.
  • This pre-throttle is designed in a particularly simple and expedient manner as a cross-sectional constriction of the fuel channel, the cross-sectional area of which is matched to the desired pressure and delivery conditions.
  • the optimum cross-sectional area is found to be the same as that of the cross-sectional constriction of the tubular nozzle, but it must be taken into account that in the assumed preferred case of emulsion, the former is flowed through by fuel alone.
  • the opening in the fuel pipe is to meter in a certain amount of air to the fuel to form the emulsion under the pressure conditions that arise, and preferably has a cross-sectional area for this purpose.
  • a plurality of smaller openings are expediently provided, which are easier to adapt to the desired cross-sectional area in terms of production technology, and in particular an unintentional fuel outlet in unsteady phases then complicate if they are attached to the top of the fuel pipe.
  • a shut-off device is arranged in the fuel line according to claim 10, which isolates the fuel line during service interruptions closes automatically. If the shut-off device is placed as close as possible to the outlet area of the idle channel arrangement, the amount of fuel that inevitably drips from the fuel line when the operation is interrupted is also minimized.
  • the air line and / or the fuel line of the idle channel arrangement are expediently designed as lines arranged freely next to the carburetor housing.
  • the air line and / or the fuel line of the idle channel arrangement are expediently designed as lines arranged freely next to the carburetor housing.
  • the design as a line arranged freely next to the carburetor housing results in the particular advantage of cooling the hot fuel drawn from the float housing in such a free line. This reduces hot start problems in particular.
  • the fuel line should end in the connecting piece with an axis lying transversely to the axis of the fuel channel, which at the same time results in a space-saving design that is regularly desired at this point.
  • this arrangement further serves, in particular, to provide an annular catch chamber for small steam bubbles possibly striving back from the fuel pipe, the passage of which into the fuel line could coagulate too large steam bubbles to give rise to malfunctions.
  • the connecting piece protrudes from above through the capture chamber and forms its inner wall.
  • the entry opening of the Brenn is arranged laterally at a height that lies above the outlet opening of the connecting piece.
  • the vapor bubbles which are in any case limited in size to the volume of the trap chamber, can be drawn back into the fuel channel in the course of further fuel delivery and can exit the fuel channel into the combustion air stream without malfunction together with the fuel or the emulsion.
  • the arrangement is such that the fuel flow is guided from the float chamber to the entry into the inlet opening of the fuel pipe with the same flow cross section. This results in a uniform flow speed, and thus insensitivity to transient influences such as vibrations, different inclinations during ascent and descent, formation of dead zones or the like.
  • the outlet region of the idle duct arrangement which has the fuel duct is designed as a separate housing which penetrates the wall of the carburetor housing or of the intake duct with a nozzle pipe forming the combustion air duct, for example in the area of the carburetor base plate.
  • a particularly low-loss inflow and good acceleration into the supersonic area before detachment and flow change occur is achieved according to claim l7 in that the area of the cross-sectional constriction of the combustion air duct is designed in the manner of a converging-diverging Laval nozzle.
  • the downward incline primarily contributes to minimizing the flow losses and in the part-load range to increasing the local negative pressure at the outlet mouth of the idling channel arrangement
  • the lateral inclination primarily serves to improve the mixing; Since the fuel is already in a practically "gasified" form at this point, centrifuging of fuel droplets with corresponding condensate formation is not to be feared times the flow, due to its downward direction, immediately enters the area of the considerably enlarged intake pipe.
  • an idle installation part according to the invention is specified, which can be produced as an individual and compact part independently of the carburetor and - also for subsequent installation - sold.
  • This manufacturing and distribution possibility of such separate built-in parts is of particular importance in the context of the present invention, since it makes it possible to use the invention independently of the series products of the automobile or carburetor manufacturers and thus individual decisions of the end users in favor of a contribution to protecting the energy sources and to relieve the environment of pollutants.
  • the carburetor illustrated in FIG. 1 has in the usual way an air filter 1, a carburetor housing 2 and, penetrating this, an intake duct 3 which draws ambient air through the air filter 1.
  • the Carburetor housing 2 has a base plate 4 for connection to an intake pipe 5 of an intake system 6, which supplies the cylinders of the internal combustion engine with fuel-air mixture in the usual way and on which the base plate 4 is fitted via a conventional seal 7.
  • a throttle valve 8 is arranged in the intake duct 3 and practically completely closes the intake duct 3 in the idle position.
  • the illustrated carburetor is designed as a register carburetor in the example and has an intake duct 9 of the second stage, the throttle valve 10 of which begins to open in the usual manner when higher speeds are reached.
  • the carburetor housing 2 is formed in the usual way as a cast part and, in addition to the base plate 4, consists of two stacked housing parts ll and l2, the section in the illustration according to FIG. 1 in the area of the base plate 4 along the axes of the intake ducts 3 and 9, in Area of the housing parts ll and l2, on the other hand, is guided through a float chamber l4 in a plane in front of it.
  • Fuel is supplied to the float chamber l4 under the control of a float l3, from where the fuel is removed via a fuel line l5 in the form of a tube or hose freely arranged next to the carburetor housing 2.
  • Oil mist accumulating in the crankcase and in the entire engine block is fed to the air filter l via a cylinder head ventilation line l6.
  • the cylinder head ventilation line l6 does not lead directly to the air filter l, but rather into an air line l7 connected to the air filter l.
  • the fuel line l5 and the air line l7 form part of an idle channel arrangement, designated overall by l8, with which the fuel and air form an idle system can be supplied, which opens downstream of the throttle valve 8 in the intake duct 3.
  • the throttle valve 8 in a carburetor according to the invention must be idling in a position in which it closes the intake duct 3 of the first stage practically completely, so that no noticeable air flow past the throttle valve 8 is possible, and also others channels that allow the supply of false air are missing or are closed.
  • transition openings 19 can be provided in the usual way, unless another transition system is used for the mixture supply in the transition area between idle and part load.
  • the exit region of the idling channel arrangement 18, designated 20, is illustrated in more detail in FIGS. 2 and 3.
  • the fuel line l5 ends in a connecting piece 2l and the air line l7 in a connecting piece 22, which are mounted on a housing 23.
  • the housing 23 consists essentially of a nozzle pipe 24 for forming a supply duct 25 for combustion air around a fuel pipe 26, which forms a fuel duct 27.
  • the housing 23 is connected to a bearing section 28 essentially formed by the nozzle tube 24 for receiving in the carburetor wall 2 from a rear housing body 29 in the area of the connecting pieces 2l and 22 with end faces 30 adjacent to the bearing section 28 and a connecting part 3l made of poorly heat-conducting Material, in the example plastic, while all other elements are made of metal.
  • the fuel pipe 26 has at its front end a pipe nozzle 32 with a cross-sectional constriction 33 with a cross-sectional area of 0.12 mm2 in the example, which at the same time forms an orifice 34 for the exit of fuel or emulsion.
  • the top of the fuel tube 26 is provided with, in the example, two round openings 35 which are axially spaced from one another and have a diameter of 0.5 mm or 0.6 mm, that is to say a total cross-sectional area of approximately 0.45 mm 2 , which allow the air flowing around the fuel pipe 26 to access the fuel channel 27, so that a fuel emulsion is formed there.
  • a pre-throttle 36 Arranged upstream of the openings 35 is a pre-throttle 36 which, in the example, has the shape of a cross-sectional constriction 37 with a cross-sectional area of 0.12 mm 2.
  • the fuel channel 27 opens with an inlet opening 38 into a collecting chamber 39, through which the connecting piece 2l of the fuel line l5 protrudes, and which is made of plastic in the connecting part 3l.
  • the outlet opening 2l labeled 40 is lower than the lower edge of the inlet opening 38 of the fuel channel 27 and thus also below the catch chamber 39, so that when fuel is supplied from the outlet opening 40 of the connection nozzle 20 via the catch chamber 39 into the inlet opening 38 of the fuel channel 27 creates a siphon-like effect.
  • the pipe nozzle 32 with the cross-sectional constriction 33 of the fuel tube 26 lies in the region of a cross-sectional constriction 4l upstream of the outlet opening of the idling duct arrangement l8 denoted by 42 into the intake duct 3.
  • the cross-sectional constriction 4l is designed in the manner of a converging-diverging Laval nozzle, so that when the critical pressure is exceeded ratio between levels A and B in the cross-sectional constriction 4l flow at the speed of sound and in the subsequent slightly divergent part of the nozzle tube 24 there is supersonic flow until detachment and flow change take place.
  • the cross-sectional constriction 4l in the example which results in optimal working conditions for a 2.8l engine, has a free cross-sectional area of approximately 16 mm2.
  • the fuel pipe 26 and the nozzle pipe 24 are concentric about an axis 43 which intersects the transverse axis 44 of the connecting piece 2l of the fuel line l5.
  • the axis 45 of the connecting piece 22 of the air line l7 is transverse to the axis 43, but need not cut it.
  • the connecting part 3l is rotatably mounted together with the fuel pipe 26 with a corresponding pivoting of the connecting piece 2l in the housing body 29, for which purpose the connecting piece 2l is guided in a slot 46 of the housing body 29.
  • the axis 47 of the slot 46 is not perpendicular, but at an angle to the axis 43, so that the rotational movement of the connecting part 3l and the fuel pipe 26 while pivoting the connecting piece 2l also leads to an axial movement of the fuel pipe 26.
  • the exact position of the mouth 34 of the tubular nozzle 32 relative to the cross-sectional constriction 4l can be finely adjusted according to the respective needs.
  • the length of the slot 46 may allow a twist angle of the connecting part 3l of 30 ° and be inclined at an angle of l3 ° to the axis 43, so that there is an adjustment path of the order of one millimeter.
  • the entire nozzle tube 24 can be inserted into a corresponding bore in the carburetor housing 2 up to the stop on the front end faces 30 of the housing body 29.
  • the axis 43 can be inclined by an angle ⁇ with respect to the horizontal, where ⁇ can be between approximately 0 ° and 30 ° and, in the example, due to the structural limitation due to the height of the base plate 4 at 10 ° may lie.
  • the axis 43 need not intersect the central axis of the intake duct 3, but instead the axis 43 can be tilted away from the radial in such a way that the mass flow exit from the outlet opening 42 is directed more tangentially into the interior of the intake pipe 3 is.
  • a flare angle from the radial can be between 15 ° and 40 °, and in the example may be 20 °, measured at the intersection of the axis 43 in FIG. 1 with the extension of the lateral surface of the intake duct 3.
  • the throttle valve 8 In idle operation, the throttle valve 8 is closed, so that the negative pressure which arises in the intake duct 3 downstream of the throttle valve 8, through the intake strokes of the cylinders, acts in full on the outlet mouth 42 and through it into the idle duct arrangement 18.
  • air is first sucked through the air line l7, the oil mist present in the cylinder head ventilation line l6 also being sucked in, supplemented by air from the area of the air filter l.
  • This air flow has only a slight pressure drop, so that there is approximately atmospheric pressure in plane A, while in the area of the intake duct 3 there is a pressure of, for example, only 0.4 bar at the outlet mouth 42. This is the critical pressure ratio between levels A and B. significantly exceeded, so that in the plane of the cross-sectional constriction 4l sound flow and then supersonic flow occurs.
  • the fuel is supplied via the fuel line 15 without any particular pressure losses, it can be expedient to increase the negative pressure in the fuel channel 27 in the region of the openings 35 in order to ensure the desired entry of primary air.
  • the pre-throttle 36 is used, the cross-sectional area of the cross-sectional constriction 37 there being adapted on the one hand to the pressure drop desired there and on the other hand to the total pressure loss as far as the mouth 34 in order to achieve a desired outflow velocity of the emulsion.
  • the cross-sectional area of the cross-sectional veres is typically 37 depending on the displacement of the engine to be supplied between 0.03 mm2 and 0.3 mm2, with regard to the selected cross-sectional area of 0.12 mm2 of the cross-section constriction 33 through which emulsion flows, in the example a cross-sectional area of 0.12 mm2 for the cross-sectional constriction 37 through which fuel flows alone is selected.
  • a cross-sectional area of 0.12 mm2 for the cross-sectional constriction 37 through which fuel flows alone is selected.
  • a cross-sectional dimensioning of the cross-sectional constriction 4l with approx. L6 mm2 results in a combustion air supply to the fuel conveyed in such an amount, which results in an easily ignitable mixture in such an amount that with an 2.8l engine at an idling speed of around 600 to 700 U / min leads.
  • the throttling cross-sectional constrictions 33 and 37 cannot prevent fuel from the float chamber 14 being replenished if the operation is interrupted by the lifting principle, since upstream of the connecting piece 2l no air access into the fuel line 15 is possible.
  • the fuel line l5 is therefore provided with a shut-off element 49 which, for example, automatically closes the fuel line l5 below a pressure of 4 cm of gasoline column.
  • a shut-off element 49 which, for example, automatically closes the fuel line l5 below a pressure of 4 cm of gasoline column.
  • the connecting part 3l made of poorly heat-conducting material prevents strong heat transfer between the hot peripheral wall of the housing body 29 and the connecting piece 2l and the fuel pipe 26, wherein it should be borne in mind that the connecting piece 2l is arranged in the slot 46 with lateral play.
  • the cooling of the fuel pipe 26 by the surrounding combustion air flow in the supply duct 25 and also by the primary air introduced through the openings 35 also remain effective in the rear region of the fuel pipe 26, so that the latter remains relatively cool in the region of the inlet opening 38 as well.
  • the trapping chamber 39 prevents vapor bubbles, which are nevertheless formed in the fuel pipe 26, from being trapped in the trapping chamber 39, since steam bubbles trailing in the direction of the fuel line 15 are retained on the ceiling of the trapping chamber 39 until, for example, after slight growth and greater protrusion from above into the fuel stream, conveyed back into the fuel pipe 26 and from there are discharged together with the fuel or the emulsion from the mouth 34, which gives no cause for interference.
  • the throttle valve 8 can be completely closed in this position - possibly except for small gaps caused by manufacturing tolerances.
  • This position of the throttle valve 8 in the idle position is also used as a basis for the specified dimensions of the openings of the idle system.
  • transition opening l9 which is usually designed as an axially parallel longitudinal slot
  • transition opening l9 is also completely closed in this position by the edge of the throttle valve 8 from the negative pressure below the throttle valve 8, since then, during the transition to the partial load range, an unsteady phase with the Desired value due to this load reduced fuel supply can occur, so an "acceleration hole" occurs because the promotion of the transition opening l9 starts from the previous zero delivery only with a delay.
  • the edge of the throttle valve 8 to the wall of the intake duct 3 in the idle position has a small gap with a maximum gap width of, for example, 0.2 to 0.3 mm, the throttle valve 8 in the idle position thus does not completely close off the flow in the intake duct 3, but only throttles it.
  • a certain basic delivery of fuel or emulsion from the transition opening l9 and a corresponding air supply from the intake duct 3 then also take place in the idling position. With corresponding compensation of this additional fuel and air supply by correspondingly reduced fuel and air supply from the idling duct arrangement l8 thus the same operating conditions in the idle position as in the example mentioned above.

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Abstract

Es wird ein Vergaser mit einem Leerlaufsystem geschaffen, welches das gesamte zur Verfügung stehende Druckgefälle zwischen annähernd Umgebungsdruck und dem Unterdruck im Ansaugrohr (3) zur Erzielung des kritischen Druckverhältnisses einer Überschallströmung in einer Lavaldüse (4l) ausnutzt. Hierzu wird eine mit Primärluft gebildete Brennstoff-Luftemulsion aus einem Mischkanal (27) über eine im Querschnitt verengte Mündung (34) einer Rohrdüse (32) im Bereich der Querschnittsverengung (4l), an der bei kritischem und überkritischem Druckverhältnis stets Schallgeschwindigkeit herrscht, in den Sekundärluftstrom eingeführt und dort mit maximaler Geschwindigkeitsdifferenz, unterstützt durch die folgenden Druckstöße, feinstzerstäubt. Zumindest bis weit in den Teillastbereich erzeugt das Leerlaufsystem so ein homogenes und homogen im Ansaugrohr (3) verteiltes Gemisch mit fast molekularer Partikelgröße des Brennstoffs, so daß dieser allen Zylindern gleichmäßig zugeführt und unter schadstoffarmer Verbrennung vollständig verbrannt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Verbrennungs­motoren, nach dem Oberbegriff des Anspruchs l sowie ein Leerlaufeinbauteil hierfür nach dem Oberbegriff des An­spruchs 20.
  • Ein solcher Vergaser ist aus der DE-AS 24 52 342 be­kannt. Bei diesem bekannten Vergaser ist die Leerlaufka­nalanordnung im Material des Vergasergehäuses geführt, wobei dem Brennstoff in dem vertikal angeordneten Brenn­stoffkanal über einen spitzwinkelig angeordneten Zweig­kanal Primärluft zur Bildung einer Emulsion zugeführt wird. Die Emulsion tritt am unteren Ende des Brennstoff­kanales zunächst in einen Vorlageraum für Übergangsboh­rungen, welche im Anlagebereich des Randes der Drossel­klappe in ihrer Schließstellung in den Ansaugkanal aus­münden. An der dem Eintritt gegenüberliegenden Seite der Vorlagekammer ist der Brennstoffkanal in eine weitere Vorlagekammer des Leerlaufsystems geführt, von der aus der Brennstoff über eine mittels Einstellschraube und Drosseldorn querschnittseinstellbare Drosselbohrung eine Mischkammer für die Zumischung von Verbrennungsluft er­reicht. An der der Drosselbohrung gegenüberliegenden Seite der Mischkammer gelangt das Brennstoff-Luftgemisch in ein Röhrchen, welches unterhalb der Drosselklappe weit in den Ansaugkanal hineinreicht und an seiner der Misch­kammer benachbarten Seite eine stufenförmige Drossel­stelle aufweist, welche die Querschnittsverengung zur Erzeugung von Schallgeschwindigkeit in der Strömung der Leerlaufkanalanordnung darstellt. Die Verbrennungsluft wird der Mischkammer aus einer Ansaugöffnung in der Wand des Ansaugkanales oberhalb der Drosselklappe über eine Drossel zugeführt, welche in der Mischkammer zu einem für die Förderung des Brennstoffs aus dem Brennstoffkanal erforderlichen Unterdruck führt.
  • Der so erzeugte Unterdruck in der Mischkammer muß recht erheblich sein, da er zu einem Austritt des Brennstoffs aus der angrenzenden Drosselöffnung mit bereits relativ hoher Geschwindigkeit führen muß, der auf der anderen Seite der Mischkammer dem engen Einlaß der Drosselstelle zugeführt werden muß, ohne daß die Mischkammer durch verkokendes Kondensat an ihren Wänden verunreinigt wird. Dies muß erreicht werden, obwohl im Bereich der Vorlage­kammer für die Übergangsbohrungen und der Vorlagekammer für das Leerlaufsystem mit dem Drosseldorn erhebliche Druckverluste auftreten. Daher muß der Unterdruck der Verbrennungsluft in der Mischkammer recht erheblich sein.
  • Andererseits aber muß der Druck in der Mischkammer immer noch knapp das Doppelte des Druckes im Ansaugrohr ausma­chen, wenn an der Querschnittsverengung Schallgeschwin­digkeit erreicht werden soll. Wenn man also von einem Druck in der Mischkammer von 0,75 bar ausgeht, bei dem eine gerade noch ausreichende Förderung der Emulsion er­folgt, so ist ein Druck im Ansaugrohr von höchstens etwa 0,4 bar erforderlich, um Schallgeschwindigkeit an der Querschnittsverengung und damit die gewünschte relativ feine Zerstäubung zu erreichen. Die Einstellung solcher Verhältnisse mag im Leerlaufbetrieb unter Idealbedingun­gen gerade noch möglich sein, setzt aber dann bereits voraus, daß der Schließgrad der Drosselklappe hoch und nicht durch Fertigungsungenauigkeiten oder sonstige Stö­rungen beeinträchtigt ist, sowie weiter, daß die Leer­lauf-Nenndrehzahl auch tatsächlich erreicht wird; diese kann beim Zuschalten von Leistungsverbrauchern wie einer Klimaanlage, einem am Anschlag stehenden Servosystem oder dergleichen deutlich abfallen, womit bereits die erfor­derlichen Idealbedingungen verlassen würden. Insbesondere werden diese Idealbedingungen bereits bei Übergang zum Teillastbetrieb dadurch verlassen, daß die Drosselklappe ein kleines Stück aufgesteuert wird, was den Unterdruck im Ansaugrohr teilweise zusammenbrechen läßt, so daß das zur Erzielung der Schallgeschwindigkeit erforderliche kritische Druckverhältnis nicht mehr erzielt werden kann.
  • Somit kann bereits im unteren Teillastbereich die ge­wünschte feine Zerstäubung zwangsläufig nicht mehr er­reicht werden, und ist die Einstellung auch im eigentli­chen Leerlaufbetrieb außerordentlich störanfällig, so daß etwa bereits beim automatischen Zuschalten der Klimaan­lage der Motor absterben kann. Jedoch auch unter den in der Praxis jedenfalls auf Dauer nicht aufrechtzuerhal­tenden Idealbedingungen wird eine nur unvollständige "Vergasung", also Verminderung des Tröpfendurchmessers des Brennstoffes bis fast auf den Molekularbereich, er­reicht, da die bei geringem Druck und niedriger Geschwin­digkeit vorliegende Verbrennungsluft mit der Emulsion, die ebenfalls mit relativ geringer Geschwindigkeit in die Mischkammer eintritt, bereits in der Mischkammer zusam­ mengebracht wird, so daß sich an der Mischungsstelle keine wesentliche Einwirkung im Sinne einer Verminderung des Tröpfchendurchmessers ergibt. Somit gelangt das Brennstoff-Luftgemisch mit relativ großen Tropfen­durchmessern in den Bereich der Schallströmung, sofern diese überhaupt erzielt wird, und kann erst anschlie­ßend eine Verminderung des Tröpfchendurchmessers durch Druckwelleneinwirkung erfolgen. Selbst bei Erzielung der Schallgeschwindigkeit in der Querschnittsverengung wird somit ein nachträgliches Zerschlagen der Tröpfchen im Gemisch nur in begrenztem Umfange erzielt, und entfällt ohne Erreichen der Schallgeschwindigkeit eine solche Zerkleinerung fast vollständig.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser der im Oberbegriff des Anspruchs l ange­gebenen Gattung zu schaffen, dessen Leerlaufsystem bei stabiler Arbeitsweise sowohl im Leerlaufbetrieb als auch unter Teillast eine bestmögliche Gemischaufbereitung und homogene Gemischzufuhr zu allen Zylindern ergibt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeich­nenden Merkmale des Anspruchs l.
  • Dadurch, daß das Ende des Brennstoffkanals als Rohrdüse ausgebildet und in einem konzentrischen Zufuhrkanal für die Verbrennungsluft angeordnet ist, ergibt sich eine mit der Förderrichtung des Brennstoffs im Brennstoffkanal gleichgerichtete konzentrische Umströmung des Brenn­stoffkanals und auch dessen Austrittmündung mit Verbren­nungsluft. Diese dient zugleich zur Kühlung des Brenn­stoffs und zur Vermeidung einer Inhomogenitäten verursa­chenden Dampfblasenbildung im Brennstoff. Dadurch, daß die Mündung der Rohrdüse im Bereich der im Verbrennungs­luftkanal angeordneten Querschnittsverengung angeordnet ist, wird der Brennstoff der mit Schallgeschwindigkeit strömenden Verbrennungsluft zugesetzt, und so bereits im Zuge der Mischung in kleinste Tröpfchen zerrissen; zu­sätzlich führen Druckstöße stromab der Zumischstelle zu einer weiteren Intensivierung der Vermischung und Homo­genisierung des Gemisches sowie zur weiteren Zerkleine­rung etwa noch vorliegender größerer Tröpfchen. Dadurch erfolgt insgesamt eine fast echte physikalische Vergasung des Brennstoffes im Gemisch, so daß dieser in fast mole­kularer Partikelgröße vorliegt.
  • Schallgeschwindigkeit an der Querschnittsverengung wird mit hoher Sicherheit und insbesondere auch im Teillast­betrieb erreicht, da zur Erzielung des kritischen Druck­verhältnisses das gesamte Druckgefälle zwischen annähernd Umgebungsdruck und dem Druck im Ansaugrohr genutzt werden kann. Selbst bei einem Druckanstieg im Ansaugrohr über 0,5 bar hinaus kann so noch Schallgeschwindigkeit an der Querschnittsverengung erzielt werden. Selbst bei einem möglichen Übergang von der Lavalströmung zu einer Ventu­riströmung unter bestimmten Betriebsbedingungen ergibt sich immer noch eine sehr feine Zerteilung und homogene Vermischung, da lediglich die sonischen Druckstöße weg­fallen, die Zumischung aber immer noch unter Ausnutzung der dann maximal erzielbaren Geschwindigkeitsdifferenzen erfolgt.
  • Da auch bei starkem Unterdruck im Ansaugrohr an der Querschnittsverengung immer nur Schallgeschwindigkeit, nicht aber etwa die erst im Anschluß an die Quer­schnittsverengung auftretende Überschallgeschwindigkeit erzeugt wird, ergibt sich für alle Druckverhältnisse oberhalb des kritischen Druckverhältnisses eine stabile, gleichbleibende Arbeitsweise der Förderung des Brenn­stoffs aus dem Brennstoffkanal mit automatisch gleich­bleibender Zudosierung. Bei Verzögerung des Motors und extrem hohem Unterdruck stromab der geschlossenen Dros­selklappe wird somit - unbeschadet der Möglichkeit auch einer Schubabschaltung der Brennstoffzufuhr - kein höhe­ rer Brennstoffanteil gefördert, ebenso wenig bei schwan­kenden Leerlaufdrehzahlen. Umgekehrt bleibt diese stabile Arbeitsweise auch im Teillastbereich erhalten, solange das kritische Druckverhältnis nicht durch Druckanstieg im Ansaugkanal unterschritten wird. Bei einem denkbaren Un­terschreiten des kritischen Druckverhältnisses und Umschlag auf Venturiströmung, also etwa bei Beschleuni­gung im oberen Teillastbereich, ändern sich zwar die Zerstäubungsbedingungen, wird aber immer noch die dann bestmögliche Zerstäubung erzielt, wobei einer besonders homogenen Gemischaufbereitung des Leerlaufsystems bei diesen Betriebszuständen ohnehin keine wesentliche Be­deutung mehr zukommt.
  • Infolge der homogenen und feinteiligen Gemischaufberei­tung ergibt sich eine entsprechend vollständige Verbren­nung mit vermindertem Schadstoffausstoß. Die entsprechend der Brennstoffzufuhr jeweils maximale Motorleistung wird somit bei minimierter Schadstoffemission erzielt.
  • Aus der EP-PS 0 036 524 ist es zwar bereits bekannt, im Leerlaufsystem mit Schallgeschwindigkeit im engsten Querschnitt einer Lavaldüse zu arbeiten, um unter diesen Betriebsbedingungen immer gleiche Ansaugbedingungen in verschiedenen Lastbereichen zu erhalten. Hier wird jedoch stromauf der Lavaldüse eine wohl luftreiche Emulsion er­zeugt und diese Emulsion als solche ohne jeden Zusatz von Verbrennungsluft durch die Lavaldüse hindurchgesaugt. Für den Fall, daß Schallgeschwindigkeit nicht erreicht wird, führt dies zu einem Überlauf des Brennstoffs aus der Austrittsöffnung und zu entsprechender Kondensatbil­dung. Für den Fall, daß Schallgeschwindigkeit erreicht wird, entfällt vollständig der Mischeffekt zwischen mit Schallgeschwindigkeit strömender Verbrennungsluft und der in diese Strömung eingeführten Emulsion, so daß eine noch erheblich schlechtere Gemischaufbereitung zu erwarten ist als beim gattungsgemäßen Stand der Technik.
  • Dadurch, daß der Vergaser nach Anspruch 2 in der an sich bekannten Weise eine Einrichtung zur Einführung von Pri­märluft in den Brennstoff zur Bildung einer Emulsion aufweist, wird im erfindungsgemäßen Zusammenhang er­reicht, daß zur Förderung einer bestimmten Brennstoff­menge ein größerer Massenstrom die Rohrdüse durchsetzt als bei Förderung alleine von Brennstoff. Hierdurch kann eine fertigungstechnisch aufwendige Verwendung extrem kleiner Düsenöffnungen vermieden werden, und wird zu­gleich die Verschmutzungsgefahr im Bereich der Rohrdüse minimiert.
  • Wenn der Brennstoffkanal gemäß Anspruch 3 insgesamt als im Luftstrom liegendes Rohr ausgebildet ist, so ergibt sich neben einer entsprechend intensiven Kühlung durch die umströmende Luft auch die Möglichkeit, die Primärluft zur Bildung der Emulsion gemäß Anspruch 4 auf einfache Weise durch umfangsseitige Öffnungen der Rohrwand anzu­saugen. Die Anordnung und Ausbildung der Öffnungen kann dabei problemlos auf die gewünschte Primärluftmenge und Primärluftverteilung ausgelegt werden. Die dem Brennstoff zugeführte Primärluft dient auch zu einer weiteren Küh­lung des Brennstoffes von innen her. Die so erzielte re­lativ intensive Kühlung minimiert nicht nur die Gefahr einer Dampfblasenbildung, sondern erhöht auch den ther­mischen Wirkungsgrad. Dadurch, daß die Emulsion erst in dem somit als Mischrohr dienenden Brennstoffrohr gebildet wird, kann eine Entmischung der Komponenten Luft und Brennstoff besser vermieden werden als bei einer Einfüh­rung der Primärluft weit stromauf der Zuführung des Brennstoffs bzw. der Emulsion in die Verbrennungsluft.
  • Dadurch, daß der Vergaser nach Anspruch 5 eine endseitige Querschnittsverengung des Emulsion enthaltenden Brenn­stoffkanals relativ geringer, jedoch auch nicht extrem kleiner Querschnittsfläche aufweist, ergibt sich im Hin­ blick auf den vorliegenden starken Unterdruck eine gute Beherrschung der gewünschten Zudosierung des Brennstoffes ohne Brennstoffüberschuß.
  • Die Bemessung der Querschnittsverengung des Zufuhrkanals für Verbrennungsluft gemäß Anspruch 6 ergibt eine Zudo­sierung der Verbrennungsluft zur Einstellung einer ge­wünschten Leerlaufdrehzahl des Motors.
  • Da stromauf des Brennstoffkanales eine Drosselung der Brennstoffzufuhr an sich nicht angestrebt ist, um keine unnötigen Strömungsverluste zu erzeugen, kann es zur Einsaugung einer definierten gewünschten Menge an Pri­märluft neben der Dimensionierung der Öffnungen in der Wand des Rohres gemäß Anspruch 7 auch vorteilhaft sein, stromauf derartiger Öffnungen eine Vordrossel zur Siche­rung eines entsprechenden Unterdrucks im Brennstoffkanal vorzusehen. Diese Vordrossel wird gemäß Anspruch 8 auf besonders einfache und zweckmäßige Weise als Quer­schnittsverengung des Brennstoffkanales ausgebildet, de­ren Querschnittsfläche auf die gewünschten Druck- und Förderbedingungen abgestimmt ist. Dabei ergibt sich in der Regel als optimal dieselbe Querschnittsfläche wie diejenige der Querschnittsverengung der Rohrdüse, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß letztere im angenom­menen bevorzugten Fall von Emulsion, erstere hingegen von Brennstoff alleine durchströmt ist.
  • Die Öffnung im Brennstoffrohr soll unter den sich ein­stellenden Druckbedingungen eine bestimmte Luftmenge zum Brennstoff zur Bildung der Emulsion zudosieren und weist hierzu bevorzugt eine Querschnittsfläche gemäß Anspruch 9 auf. Zweckmäßig wird anstelle einer einzigen größeren Öffnung eine Mehrzahl kleinerer Öffnungen vorgesehen, die der gewünschten Querschnittsfläche herstellungstechnisch leichter anzupassen sind und einen unbeabsichtigten Brennstoffaustritt in instationären Phasen insbesondere dann erschweren, wenn sie an der Oberseite des Brenn­stoffrohres angebracht sind.
  • Die bevorzugten Bemessungen der einzelnen Querschnitts­verengungen bzw. Öffnungen gemäß den Ansprüchen 5, 6, 8 und 9 ergeben optimale Arbeitsbedingungen bei einem 2,8l-Motor. Für Motoren mit abweichenden Hubräumen erge­ben sich innerhalb der angegebenen Bereiche entsprechend größere oder kleinere Bemessungen als optimal, wobei je­doch die Relation der angegebenen Bemessungen unterein­ander im wesentlichen gleich bleibt.
  • Um trotz des Fehlens von Luftöffnungen in der Brenn­stoffleitung im Hinblick auf die Einführung von Primär­luft erst im Austrittsbereich der Leerlaufkanalanordnung ein Nachsaugen von Brennstoff aus der Schwimmerkammer bei Betriebsunterbrechungen sicher zu vermeiden, ist gemäß Anspruch l0 ein Absperrorgan in der Brennstoffleitung angeordnet, welches die Brennstoffleitung bei Betriebs­unterbrechungen automatisch abschließt. Wenn das Ab­sperrorgan so nahe als möglich am Austrittsbereich der Leerlaufkanalanordnung plaziert wird, so wird dadurch auch die Menge des bei Betriebsunterbrechung unvermeid­lich aus der Brennstoffleitung nachtropfenden Brennstoffs minimiert.
  • Gemäß Anspruch ll sind zweckmäßig die Luftleitung und/­oder die Brennstoffleitung der Leerlaufkanalanordnung als frei neben dem Vergasergehäuse angeordnete Leitungen ausgebildet. Abgesehen von der Einsparung an Konstruk­tions- und Herstellungskosten insbesondere im Falle einer Nachrüstung, die sich hierdurch gegenüber einer Führung als Kanäle im Vergasergehäuse ergeben, ergibt sich hierdurch hinsichtlich der Luftleitung eine ent­sprechende konstruktive Freizügigkeit für den strom­aufseitigen Anschluß, der nicht zwangsläufig direkt am Luftfilter erfolgen muß, sondern etwa auch von der Zylinderkopf-Entlüftungsleitung abzweigen kann, so daß bereits vor dem Luftfilter der darin geführte Ölnebel abgesaugt werden kann, gegebenenfalls ergänzt durch Luft aus dem Luftfilter, welche durch den zum Luftfilter füh­renden Abschnitt der Zylinderkopf-Entlüftungsleitung hindurch angesaugt wird.
  • Hinsichtlich der Brennstoffleitung ergibt sich durch die Ausbildung als frei neben dem Vergasergehäuse angeordnete Leitung der besondere Vorteil einer Kühlung des aus dem Schwimmergehäuse angesaugten heißen Brennstoffes in einer solchen freien Leitung. Dies vermindert insbesondere Heißstartprobleme.
  • Um zu vermeiden, daß von der heißen Vergaserwand eine zu große Wärmemenge auf das stromabseitige Ende der Brenn­stoffleitung übertragen wird, was zu Betriebstörungen durch starke Dampfblasenbildung in der Brennstoffleitung führen könnte, ist gemäß Anspruch l2 vorgesehen, daß die Brennstoffleitung in einem Anschlußstutzen endet, der in einem Anschlußteil aus schlecht wärmeleitendem Material, insbesondere Kunststoff, gehalten ist Dadurch wird ein unmittelbarer Wärmeübergang von heißen metallischen Tei­len vermieden.
  • Gemäß Anspruch l3 soll dabei die Brennstoffleitung in dem Anschlußstutzen mit quer zur Achse des Brennstoffkanals liegender Achse enden, was zugleich eine an dieser Stelle regelmäßig erwünschte platzsparende Bauweise ergibt. Diese Anordnung dient gemäß Anspruch l3 jedoch weiter insbesondere dazu, eine ringförmige Fangkammer für even­tuell aus dem Brennstoffrohr zurückstrebende kleine Dampfblasen vorzusehen, deren Übertritt in die Brenn­stoffleitung unter Koagulation zu großen Dampfblasen zu Betriebsstörungen Anlaß geben könnte. Der Anschlußstutzen ragt von oben her durch die Fangkammer hindurch und bil­det deren innere Wand. Die Eintrittsöffnung des Brenn­ stoffkanals ist seitlich in einer Höhe angeordnet ist, die oberhalb der Austrittsöffnung des Anschlußstutzens liegt. Etwa aus dem Brennstoffrohr zurückstrebende klei­nere Dampfblasen werden so in der Fangkammer gefangen und an einem Übertritt in die tiefer liegende Austrittsöff­nung des Anschlußstutzens der Brennstoffleitung gehin­dert, so daß die kontinuierliche Brennstofförderung hierdurch nicht gestört wird. Die in ihrer Größe jeden­falls auf das Volumen der Fangkammer begrenzten Dampf­blasen können im Zuge der weiteren Brennstoffförderung wieder in den Brennstoffkanal hineingezogen werden und zusammen mit dem Brennstoff bzw. der Emulsion ohne Be­triebsstörung aus dem Brennstoffkanal in den Verbren­nungsluftstrom austreten.
  • Gemäß Anspruch l4 ist die Anordnung dabei so getroffen, daß die Brennstoffströmung von der Schwimmerkammer bis zum Eintritt in die Eintrittsöffnung des Brennstoffroh­res mit gleichem Strömungsquerschnitt geführt ist. Hier­durch ergibt sich eine gleichförmige Strömungsgeschwin­digkeit, und damit Unempfindlichkeit gegenüber instatio­nären Einflüssen etwa durch Erschütterungen, unter­schiedliche Neigungslagen bei Berg- und Talfahrt, Totzo­nenbildung oder dergleichen.
  • Sowohl eine Vereinfachung der Herstellung als inbesondere auch die Möglichkeit einer Nachrüstung ergibt sich da­durch, daß gemäß Anspruch l5 der den Brennstoffkanal aufweisende Austrittsbereich der Leerlaufkanalanordnung als separates Gehäuse ausgebildet ist, welches mit einem den Verbrennungsluftkanal bildenden Düsenrohr die Wand des Vergasergehäuses bzw. des Ansaugkanals durchsetzt, beispielsweise im Bereich der Vergasergrundplatte.
  • Eine Anpassung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse kann gemäß Anspruch l6 auf einfache Weise dadurch erfol­gen, daß die exakte Lage der Mündung des Brennstoffkanals gegenüber der Querschnittsverengung des Verbrennungs­luftkanals einstellbar gehalten ist. Hierdurch kann bei Bedarf auch eine Feineinstellung an jedem Verbrennungs­motor erfolgen, die dann normalerweise unverändert bei­behalten wird.
  • Eine besonders verlustarme Zuströmung und eine gute Beschleunigung in den Überschallbereich hinein, bevor Ablösung und Strömungsumschlag auftreten, wird gemäß Anspruch l7 dadurch erzielt, daß der Bereich der Quer­schnittsverengung des Verbrennungsluftkanals nach Art einer konvergierenden-divergierenden Lavaldüse ausgebil­det ist.
  • Durch die Neigungen der Achse des Austrittsbereichs der Leerlaufkanalanordnung gemäß den Ansprüchen l8 und l9 nach unten sowie zur Seite hin in Richtung auf eine mehr tangentiale Einströmung wird eine Maximierung des an der Austrittsmündung der Leerlaufkanalanordnung herrschenden Unterdruckes sowie Optimierung der Zumischung insbeson­dere auch im Teillastbetrieb erreicht. Die mit hoher Geschwindigkeit, aber begrenztem Massenstrom erfolgende Einbringung des Gemisches aus dem Leerlaufsystem hat da­durch die Tendenz, eine schraubenlinienförmig nach unten gerichtete Strömungsbewegung im Ansaugkanal bzw. im An­saugrohr zu beschreiben, die eine zunehmend gründliche Durchmischung mit dem an der Drosselklappe vorbeiströ­menden Gemisch bei minimalen Strömungsverlusten begün­stigt. Während die Neigung nach unten vor allem einen Beitrag zur Minimierung der Strömungsverluste und im Teillastbereich zur Erhöhung des lokalen Unterdruckes an der Austrittsmündung der Leerlaufkanalanordnung leistet, dient die seitliche Neigung vor allem zu einer Verbesse­rung der Durchmischung; da der Brennstoff zu diesem Zeitpunkt bereits in praktisch "vergaster" Form vorliegt, ist ein Auszentrifugieren von Brennstofftröpfchen mit entsprechender Kondensatbildung nicht zu befürchten, zu­ mal die Strömung infolge ihrer Abwärtsrichtung sogleich in den Bereich des erheblich erweiterten Ansaugrohres eintritt.
  • In Anspruch 20 ist ein erfindungsgemäßes Leerlaufeinbau­teil angegeben, das als individuelles und kompaktes Teil unabhängig vom Vergaser produziert und - auch für einen nachträglichen Einbau - vertrieben werden kann. Dieser Herstellungs- und Vertriebsmöglichkeit solcher separater Einbauteile kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung besondere Bedeutung zu, da sie den Einsatz der Erfindung unabhängig von den Serienprodukten der Automobil- bzw. Vergaserhersteller möglich macht und so individuelle Entscheidungen der Endverbraucher zugunsten eines Bei­trags zur Schonung der Energiequellen und zur Entlastung der Umwelt von Schadstoffen ermöglicht.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.
  • Es zeigt
    • Fig. l in schematisch vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Vergaser,
    • Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Austrittsbereich der Leerlaufkanalanordnung des Vergasers gemäß Fig. l und
    • Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 2.
  • Der in Fig. l veranschaulichte Vergaser weist in der üblichen Weise einen Luftfilter l, ein Vergasergehäuse 2 und dieses durchsetzend einen Ansaugkanal 3 auf, der Um­gebungsluft durch den Luftfilter l hindurch ansaugt. Das Vergasergehäuse 2 weist eine Grundplatte 4 zur Verbindung mit einem Ansaugrohr 5 eines Ansaugsystemes 6 auf, wel­ches in der üblichen Weise die Zylinder des Verbren­nungsmotors mit Brennstoff-Luftgemisch versorgt und auf dem die Grundplatte 4 über eine übliche Dichtung 7 auf­gesetzt ist.
  • Im Ansaugkanal 3 ist eine Drosselklappe 8 angeordnet, welche in Leerlaufstellung den Ansaugkanal 3 praktisch vollständig abschließt.
  • Der veranschaulichte Vergaser ist im Beispielsfall als Registervergaser ausgeführt und weist einen Ansaugkanal 9 der zweiten Stufe auf, dessen Drosselklappe l0 in der üblichen Weise bei Erreichen höherer Drehzahlen zu öff­nen beginnt. Das Vergasergehäuse 2 ist in der üblichen Weise als Gußteil ausgebildet und besteht neben der Grundplatte 4 aus zwei übereinandergesetzten Gehäusetei­len ll und l2, wobei der Schnitt in der Darstellung gemäß Fig. l im Bereich der Grundplatte 4 entlang den Achsen der Ansaugkanäle 3 und 9, im Bereich der Gehäuseteile ll und l2 hingegen in einer davorliegenden Ebene durch eine Schwimmerkammer l4 geführt ist.
  • Brennstoff wird unter Steuerung durch einen Schwimmer l3 der Schwimmerkammer l4 zugeführt, von wo der Brennstoff über eine Brennstoffleitung l5 in Form eines frei neben dem Vergasergehäuse 2 angeordneten Rohres oder Schlauches entnommen wird. Im Kurbelgehäuse und im gesamten Motor­block anfallender Ölnebel wird über eine Zylinderkopf­Entlüftungsleitung l6 dem Luftfilter l zugeführt. Die Zylinderkopf-Entlüftungsleitung l6 führt im Beispiels­falle nicht unmittelbar zum Luftfilter l, sondern in eine an das Luftfilter l angeschlossene Luftleitung l7. Die Brennstoffleitung l5 und die Luftleitung l7 bilden Teil einer insgesamt mit l8 bezeichneten Leerlaufkanalanord­nung, mit der Brennstoff und Luft einem Leerlaufsystem zugeführt werden können, welches stromab der Drossel­klappe 8 in den Ansaugkanal 3 mündet.
  • Die übrigen Einrichtungen des Vergasers, wie etwa eine Beschleunigungspumpe usw., sind konventioneller Natur und bedürfen daher hier keiner näheren Erläuterung. Zu beto­nen ist jedoch, daß die Drosselklappe 8 bei einem erfin­dungsgemäßen Vergaser im Leerlauf in einer Stellung ste­hen muß, in der sie den Ansaugkanal 3 der ersten Stufe praktisch vollständig abschließt, so daß keine merkliche Luftströmung an der Drosselklappe 8 vorbei möglich ist, und auch sonstige eine Falschluftzufuhr ermöglichende Kanäle fehlen oder verschlossen sind. Im Bereich der Ränder der Drosselklappe 8 in ihrer Leerlaufstellung können in der üblichen Weise Übergangsöffnungen l9 vor­gesehen sein, wenn nicht ein anderes Übergangssystem für die Gemischversorgung im Übergangsbereich zwischen Leer­lauf und Teillast Verwendung findet.
  • Der mit 20 bezeichnete Austrittsbereich der Leerlaufka­nalanordnung l8 ist in den Fig. 2 und 3 näher veran­schaulicht. Wie daraus ersichtlich ist, endet die Brenn­stoffleitung l5 in einem Anschlußstutzen 2l und die Luftleitung l7 in einem Anschlußstutzen 22, welche an einem Gehäuse 23 gelagert sind. Das Gehäuse 23 besteht im wesentlichen aus einem Düsenrohr 24 zur Bildung eines Zufuhrkanales 25 für Verbrennungsluft um ein Brennstoff­rohr 26 herum, welches einen Brennstoffkanal 27 bildet. Weiter besteht das Gehäuse 23 im Anschluß an einen im wesentlichen durch das Düsenrohr 24 gebildeten Lager­abschnitt 28 zur Aufnahme in der Vergaserwand 2 aus einem rückwärtigen Gehäusekörper 29 im Bereich der Anschluß­stutzen 2l und 22 mit Stirnflächen 30 benachbart zum La­gerabschnitt 28 sowie einem Anschlußteil 3l aus schlecht wärmeleitendem Material, im Beispielsfalle Kunststoff, während alle anderen Elemente aus Metall gefertigt sind. Das Brennstoffrohr 26 weist an seinem vorderen Ende eine Rohrdüse 32 mit einer Querschnittsverengung 33 mit einer Querschnittsfläche von im Beispielsfalle 0,l2 mm² auf, welche zugleich eine Mündung 34 für den Austritt von Brennstoff bzw. Emulsion bildet. In seinem rückwärtigen Bereich ist das Brennstoffrohr 26 an seiner Oberseite mit im Beispielsfalle zwei im axialen Abstand voneinander liegenden runden Öffnungen 35 mit einem Durchmesser von 0,5 mm bzw. 0,6 mm, also einer Gesamtquerschnittsfläche von ca. 0,45 mm², versehen, welche der das Brennstoff­rohr 26 umströmenden Luft einen Zutritt zum Brennstoff­kanal 27 gestatten, so daß dort eine Brennstoffemulsion gebildet wird. Stromauf der Öffnungen 35 ist eine Vor­drossel 36 angeordnet, die im Beispielsfalle die Form einer Querschnittsverengung 37 mit einer Querschnitts­fläche von 0,l2 mm² aufweist.
  • Der Brennstoffkanal 27 mündet mit einer Eintrittsöff­nung 38 in eine Fangkammer 39, durch welche hindurch der Anschlußstutzen 2l der Brennstoffleitung l5 ragt, und die in dem Anschlußteil 3l aus Kunststoff herausgearbeitet ist. Die mit 40 bezeichnete Austrittsöffnung des An­schlußstutzens 2l liegt dabei tiefer als die Unterkante der Eintrittscffnung 38 des Brennstoffkanales 27 und da­mit auch unterhalb der Fangkammer 39, so daß bei der Zu­fuhr von Brennstoff aus der Austrittsöffnung 40 des Anschlußstutzens 20 über die Fangkammer 39 in die Ein­trittsöffnung 38 des Brennstoffkanales 27 hinein ein si­phonartiger Effekt entsteht.
  • Die Rohrdüse 32 mit der Querschnittsverengung 33 des Brennstoffrohxes 26 liegt im Bereich einer Querschnitts­verengung 4l stromauf der mit 42 bezeichneten Austritts­mündung der Leerlaufkanalanordnung l8 in den Ansaugka­nal 3 hinein. Die Querschnittsverengung 4l ist dabei nach Art einer konvergierenden-divergierenden Lavaldüse aus­gebildet, so daß bei Überschreiten des kritischen Druck­ verhältnisses zwischen den Ebenen A und B in der Quer­schnittsverengung 4l Strömung mit Schallgeschwindigkeit und im anschließenden leicht divergierenden Teil des Dü­senrohres 24 Überschallströmung vorliegt, bis eine Ablö­sung und Strömungsumschlag erfolgen. Dies ist bei über­kritischem Druckverhältnis spätestens in Ebene B der Fall, also in der Ebene der Austrittsmündung 42. Die Querschnittsverengung 4l weist im Beispielsfalle, der optimale Arbeitsverhältnisse für einen 2,8l-Motor ergibt, eine freie Querschnittsfläche von ca. l6 mm² auf.
  • Das Brennstoffrohr 26 und das Düsenrohr 24 liegen kon­zentrisch um eine Achse 43, welche die quer dazu liegende Achse 44 des Anschlußstutzens 2l der Brennstoffleitung l5 schneidet. Auch die Achse 45 des Anschlußstutzens 22 der Luftleitung l7 liegt quer zur Achse 43, braucht diese jedoch nicht zu schneiden.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist das Anschlußteil 3l zusammen mit dem Brennstoffrohr 26 unter entsprechender Schwenkung des Anschlußstutzens 2l im Gehäusekörper 29 drehbeweglich gelagert, wozu der Anschlußstutzen 2l in einem Schlitz 46 des Gehäusekörpers 29 geführt ist. Die Achse 47 des Schlitzes 46 liegt nicht senkrecht, sondern schräg zur Achse 43, so daß die Drehbewegung des An­schlußteiles 3l und des Brennstoffrohres 26 unter Schwenkung des Anschlußstutzens 2l auch zu einer Axial­bewegung des Brennstoffrohres 26 führt. Hierdurch kann die exakte Lage der Mündung 34 der Rohrdüse 32 relativ zur Querschnittsverengung 4l fein den jeweiligen Bedürf­nissen entsprechend eingestellt werden. Im Beispielsfalle möge die Länge des Schlitzes 46 einen Verdrehwinkel des Anschlußteiles 3l von 30° zulassen und in einem Winkel von l3° schräg zur Achse 43 gestellt sein, so daß sich ein Verstellweg in der Größenordnung eines Millimeters ergibt.
  • Zur Montage in der in Fig. l veranschaulichten Stellung kann das gesamte Düsenrohr 24 in eine entsprechende Boh­rung des Vergasergehäuses 2 bis zum Anschlag an die vor­deren Stirnflächen 30 des Gehäusekörpers 29 eingesetzt werden. Wie bereits in Fig. l angedeutet ist, kann die Achse 43 dabei um einen Winkel α gegenüber der Horizon­talen geneigt sein, wobei α zwischen etwa 0° und 30° liegen kann und im Beispielsfalle infolge der konstruk­tiven Beschränkung durch die Bauhöhe der Grundplatte 4 bei l0° liegen möge. Ähnlich, jedoch zeichnerisch nicht veranschaulicht, braucht die Achse 43 die Mittelachse des Ansaugkanales 3 nicht zu schneiden, sondern kann eine Schrägstellung der Achse 43 weg von der Radialen derart erfolgen, daß der Massenstromaustritt aus der Austritts­mündung 42 mehr tangential in den Innenraum des Ansaug­rohres 3 gerichtet ist. Ein solcher Ausstellwinkel von der Radialen kann zwischen l5° und 40° liegen, und möge im Beispielsfalle bei 20° liegen, gemessen an dem in Fig. l mit 48 bezeichneten Schnittpunkt der Achse 43 mit der Verlängerung der Mantelfläche des Ansaugka­nals 3.
  • Im Leerlaufbetrieb ist die Drosselklappe 8 geschlossen, so daß der sich im Ansaugkanal 3 stromab der Drossel­klappe 8 einstellende Unterdruck durch die Ansaughübe der Zylinder in vollem Umfange auf die Austrittsmündung 42 und durch diese hindurch in die Leerlaufkanalanordnung l8 hinein wirkt. Hierdurch wird zunächst einmal Luft durch die Luftleitung l7 hindurch gesaugt, wobei der in der Zylinderkopf-Entlüftungsleitung l6 vorliegende Ölnebel mit angesaugt wird, ergänzt durch Luft aus dem Bereich des Luftfilters l. Diese Luftströmung hat nur geringen Druckabfall, so daß in der Ebene A annähernd noch Atmos­phärendruck vorliegt, während im Bereich des Ansaugkana­les 3 an der Austrittsmündung 42 ein Druck von bei­spielsweise lediglich 0,4 bar vorliegt. Hierdurch ist das kritische Druckverhältnis zwischen den Ebenen A und B deutlich überschritten, so daß sich in der Ebene der Querschnittsverengung 4l Schallströmung und im Anschluß daran Überschallströmung einstellt.
  • Durch den starken Druckabfall im Eintrittsbereich der Querschnittsverengung 4l durch Umwandlung von statischem Druck in dynamischen Druck der Luftströmung erfolgt über die Mündung 34 der Rohrdüse 32 hindurch eine entsprechend starke Saugwirkung auf dort anstehenden Brennstoff. Die­ser wird daher durch die Querschnittsverengung 33 hin­durch dosiert der Luftströmung zugeführt. Zugleich aber wird aus dem im Anschlußstutzen 22 vorliegenden Luftstrom über die Öffnungen 35 Primärluft stromauf der Rohrdüse 32 in das Brennstoffrohr 26 eingesaugt, und bildet mit dem im Brennstoffrohr vorliegenden Brennstoff eine Brenn­stoff-Luftemulsion. Daher tritt der Brennstoff bei der Mündung 34 in Form einer solchen Emulsion in den im Zu­fuhrkanal 25 strömenden Verbrennungsluftstrom ein, und zwar an einer Stelle, an der infolge Schallgeschwindig­keit des Verbrennungsluftstromes ein extrem großer Geschwindigkeitsunterschied vorliegt. Hierdurch wird der mit viel geringerer Geschwindigkeit austretende Brenn­stoff in feinste Tröpfchen zerfetzt und zerstäubt, so daß stromab der Querschnittsverengung 4l ein Brennstoff-­Luftgemisch des gewünschten Lambda-Wertes in zumindest an der Austrittsmündung 42 sehr homogener Verteilung vor­liegt. Spätestens an der Austrittsmündung 42 erfolgt eine weitere desintegrierende Einwirkung auf etwa noch vor­handene größere Tröpfchen durch den dortigen Druckstoß beim Strömungsumschlag auf Unterschall. In der aus Fig. l ersichtlichen Weise tritt daher mit nach unten und zur Seite weisender Richtung ein Massestrom aus der Aus­trittsmündung 42 in das Ansaugrohr 3 ein, der mit hoher Geschwindigkeit durch das Ansaugrohr 3 wirbelt und dieses sehr schnell homogen mit feinstverteiltem Brennstoff von annähernd molekularer Partikelgröße anfüllt.
  • Dieser Zustand bleibt solange unverändert aufrechterhal­ten, als zwischen den Ebenen A und B das kritische oder ein überkritisches Druckverhältnis vorliegen, wobei auch stark überkritische Druckverhältnisse an den Zertei­lungsbedingungen im Bereich der Querschnittsverengung 4l kaum etwas ändern, da dort immer Schallgeschwindigkeit vorliegt. Für den Fall, daß etwa bei Vollast oder in in­stationären Phasen wie bei Beschleunigung das kritische Druckverhältnis unterschritten wird, arbeitet der Bereich des Düsenrohres 24 zwischen den Ebenen A und B als Ven­turirohr, wobei jedoch wiederum die Zufuhr des Brenn­stoffes an der Stelle der maximalen Geschwindigkeitsdif­ferenz zwischen dem Verbrennungsluftstrom und dem Brenn­stoff erfolgt und somit auch unter diesen Bedingungen noch optimale Zerstäubung erfolgt, obwohl diese bei sol­chen Lastzuständen von geringerer Bedeutung ist. Wesent­lich aber ist, daß unter stationären Bedingungen jeden­falls bis weit in den Teillastbereich hinein ein kriti­sches Druckverhältnis vorliegt und so unter gleichblei­benden stabilen Bedingungen das Leerlaufgemisch zugeführt wird. Diesem ist auch, in der veranschaulichten Weise direkt oder über das Luftfilter l, der Ölnebel aus der Zylinderkopf-Entlüftungsleitung l6 beigegeben, so daß dieser auf energiesparende und schadstoffarme Weise mit entsorgt wird.
  • Da der Brennstoff über die Brennstoffleitung l5 ohne be­sondere Druckverluste herangeführt wird, kann es zweck­mäßig sein, den Unterdruck im Brennstoffkanal 27 im Be­reich der Öffnungen 35 zu erhöhen, um den gewünschten Eintrag von Primärluft zu gewährleisten. Hierzu dient die Vordrossel 36, wobei die Querschnittsfläche der dortigen Querschnittsverengung 37 einerseits dem dort gewünschten Druckabfall und andererseits dem Gesamtdruckverlust bis zur Mündung 34 zur Erzielung einer gewünschten Ausström­geschwindigkeit der Emulsion angepaßt ist. Typischerweise beträgt die Querschnittsfläche der Querschnittsveren­ gung 37 je nach Hubraum des zu versorgenden Motors zwi­schen 0,03 mm² und 0,3 mm², wobei im Hinblick auch auf die gewählte Querschnittsfläche von 0,l2 mm² der von Emulsion durchströmten Querschnittsverengung 33 im Beispielsfalle eine Querschnittsfläche von 0,l2 mm² für die alleine von Brennstoff durchströmte Querschnittsver­engung 37 gewählt ist. Bei der gewählten Gesamtquer­schnittsfläche der Öffnungen 35 von ca. 0,45 mm² ergibt sich unter der Einwirkung der durch die Querschnittsver­engung 4l stets mit Schallgeschwindigkeit strömenden Verbrennungsluft eine optimale Bildung und Förderung der Emulsion durch die Rohrdüse 23 hindurch. Eine Quer­schnittsbemessung der Querschnittsverengung 4l mit ca. l6 mm² ergibt dabei eine Verbrennungsluftzufuhr zum geförderten Brennstoff in einer solchen Menge, welche ein gut zündfähiges Gemisch in einer solchen Menge ergibt, welche bei einem 2,8l Motor zu einer Leerlaufdrehzahl von um 600 bis 700 U/min führt.
  • Die drosselnden Querschnittsverengungen 33 und 37 können nicht verhiundern, daß bei Betriebsunterbrechung durch das Heberprinzip Brennstoff aus der Schwimmerkammer l4 nachgefördert würde, da stromauf des Anschlußstutzens 2l keinerlei Luftzutritt in die Brennstoffleitung l5 möglich ist. Daher ist die Brennstoffleitung l5 mit einem Ab­sperrorgan 49 versehen, welches beispielsweise unterhalb eines Druckes von 4 cm Benzinsäule in der Brennstofflei­tung l5 letztere automatisch abschließt. Somit kann al­lenfalls der stromab des Absperrorgans 49 stehende Brennstoff nachtropfen, dessen Volumen minimiert werden kann und der durch den vollständigen Abschluß in Höhe des Absperrorgans 49 überdies allenfalls schwer und langsam abfließt; auf diese Weise kann die nachtropfende Brenn­stoffmenge bei der veranschaulichten Ausführungsform ge­gebenenfalls auf den Inhalt des Brennstoffrohres 26 stromab der Öffnungen 35 begrenzt werden.
  • Das Anschlußteil 3l aus schlecht wärmeleitendem Material verhindert starken Wärmeübergang zwischen der heißen Um­fangswand des Gehäusekörpers 29 und dem Anschlußstut­zen 2l sowie dem Brennstoffrohr 26, wobei zu bedenken ist, daß der Anschlußstutzen 2l mit seitlichem Spiel im Schlitz 46 angeordnet ist. Hierdurch kann die Kühlung des Brennstoffrohres 26 durch den umgebenden Verbrennungs­luftstrom im Zufuhrkanal 25 und auch durch die durch die Öffnungen 35 hindurch eingetragene Primärluft auch im hinteren Bereich des Brennstoffroh- res 26 wirksam blei­ben, so daß dieses auch im Bereich der Eintrittsöff­nung 38 relativ kühl bleibt.
  • Ein Übertritt von etwa dennoch im Brennstoffrohr 26 ge­bildeten Dampfblasen in die Brennstoffleitung l5 wird durch die Fangkammer 39 verhindert, da in Richtung der Brennstoffleitung l5 zurückstrebende Dampfbläschen an der Decke der Fangkammer 39 zurückgehalten werden, bis sie, etwa nach geringfügigem Anwachsen und stärkerem Herein­ragen von oben in den Brennstoffstrom, wieder in das Brennstoffrohr 26 hineinbefördert und von dort zusammen mit dem Brennstoff bzw. die Emulsion aus der Mündung 34 mit ausgetragen werden, was zu keinerlei Störungen Anlaß gibt. Dadurch, daß die Strömungsquerschnitte der Brenn­stoffleitung l5, des Anschlußstutzens 2l, der ringförmi­gen Fangkammer 39 und des Übertritts zwischen der Aus­trittsöffnung 40 und der Fangkammer 39 im wesentlichen gleich groß gehalten sind, ergibt sich eine störungsun­empfindliche gleichförmige Strömung des Brennstoffs zwi­schen der Schwimmerkammer l4 und der Eintrittsöffnung 38 des Brennstoffrohres 26, die insbesondere bei relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit durch einen kleinen Querschnitt hindurch ebenfalls einen nicht unwesentlichen Beitrag zur Vermeidung von Dampfblasenbildung auch unter ungünstigsten Verhältnissen leistet.
  • Durch die geschilderte Ausführungsform ergeben sich die eingangs näher erläuterten Vorteile. Insbesondere ist von Bedeutung, daß durch den relativ hohen Druck im Be­reich der Ebene A das kritische Druckverhältnis bis weit in den Teillastbereich hinein aufrechterhalten werden kann, mit der Folge konstanter Betriebsbedingungen des Leerlaufsystemes auch im Teillastbereich. Da auch im Teillastbereich eine entsprechende Förderung durch das Leerlaufsystem hindurch erfolgt, die einen durchaus merk­lichen Teil des insgesamt in den Zylindern zur Verfügung gestellten Brennstoff-Luftgemisches ausmachen kann, er­gibt die optimale Aufbereitung jedenfalls dieses Teiles eine deutliche Absenkung des Verbrauchs und der Schad­stoffe auch im Teillastbereich.
  • Zur Erzielung maximalen Unterdrucks in der Leerlaufstel­lung kann die Drosselklappe 8 in dieser Stellung - ggf. bis auf durch Fertigungstoleranzen bedingte kleine Spalte - vollständig geschlossen sein. Diese Stellung der Dros­selklappe 8 in der Leerlaufstellung wird auch bei den angegebenen Bemessungen der Öffnungen des Leerlaufsystems zugrundegelegt.
  • Ein gewisses Problem kann sich jedoch dann ergeben, wenn die üblicherweise als achsparalleler Längsschlitz ausge­bildete Übergangsöffnung l9 in dieser Stellung ebenfalls vollständig durch den Rand der Drosselklappe 8 vom Un­terdruck unterhalb der Drosselklappe 8 abgeschlossen ist, da dann beim Übergang zum Teillastbereich eine instatio­näre Phase mit gegenüber dem Sollwert durch diese Last verminderte Brennstoffzufuhr auftreten kann, also ein "Beschleunigungsloch" auftritt, da die Förderung der Übergangsöffnung l9 ausgehend von der vorherigen Null­förderung erst verzögert einsetzt.
  • Zur Vermeidung derartiger instationärer Betriebszustände kann auch vorgesehen sein, daß der Rand der Drosselklappe 8 zur Wand des Ansaugkanales 3 in der Leerlaufstellung einen kleinen Spalt mit einer maximalen Spaltbreite von beispielsweise 0,2 bis 0,3 mm aufweist, die Drosselklappe 8 in der Leerlaufstellung also die Strömung im Ansaugka­nal 3 nicht vollständig abschließt, sondern nur drosselt. Es erfolgt dann auch in der Leerlaufstellung eine gewisse Grundförderung vom Brennstoff bzw. Emulsion aus der Übergangsöffnung l9 und eine entsprechende Luftzufuhr aus dem Ansaugkanal 3. Bei entsprechender Kompensation dieser zusätzlichen Brennstoff- und Luftzufuhr durch entspre­chende verminderte Brennstoff- und Luftzufuhr aus der Leerlaufkanalanordnung l8 ergeben sich somit dieselben Betriebsbedingungen in der Leerlaufstellung wie im oben erwähnten Beispielsfall.

Claims (20)

1. Vergaser für Verbrennungsmotoren

- mit wenigstens einem einenends zur Atmosphäre of­fenen und andernends mit einem Ansaugrohr (5) eines Ansaugsystems (6) des Verbrennungsmotors verbunde­nen Ansaugkanal (3), in dem eine in ihrer Leer­laufstellung den Ansaugkanal (3) wenigstens weitgehend abschließende Drosselklappe (8) angeordnet ist,

- mit einer die Drosselklappe (8) umgehenden Leer­laufkanalanordnung (l8), die eine Einrichtung (Rohrdüse 32) zur Zufuhr von Verbrennungsluft zur Bildung des gewünschten Brennstoff-Luftgemisches aufweist, wobei der Brennstoff durch Unterdruck der am Austritt (34) des Brennstoffes aus einem Brenn­stoffkanal (27) vorliegenden Verbrennungsluft för­ derbar ist, und

- mit einer stromauf der Austrittsmündung (42) der Leerlaufkanalanordnung (l8) in den Ansaugkanal (3) angeordneten Querschnittsverengung (4l) der Leer­laufkanalanordnung (l8) zur Erzeugung einer Über­schallströmung,
dadurch gekennzeichnet,

- daß zumindest das Ende des Brennstoffkanals (27) als Rohrdüse (32) ausgebildet ist und in einem konzentrischen Zufuhrkanal (25) für die Verbren­nungsluft angeordnet ist, und

daß die Mündung (34) der Rohrdüse (32) im Bereich der Querschnittsverengung (4l) angeordnet ist.
2. Vergaser nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine stromauf der Einfüh­rung des Brennstoffs in die Verbrennungsluft an­geordnete Einrichtung (Öffnungen 35) zur Zufuhr von Primärluft zum Brennstoff zur Bildung einer Emulsion vorgesehen ist.
3. Vergaser nach Anspruch l oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Brennstoffkanal (27) als im Ver­brennungsluftstrom liegendes Brennstoffrohr (26) ausgebildet ist.
4. Vergaser nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Brennstoffrohr (26) wenigstens eine umfangsseitige Öffnung (35) für den Eintritt der Primärluft aufweist.
5. Vergaser nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrdüse (32) eine endseitige Querschnittsverengung (33) auf eine Querschnittsflä­che zwischen 0,03 mm² und 0,3 mm², insbesondere von etwa 0,l2 mm² aufweist.
6. Vergaser nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengung (4l) des Zufuhrkanals (25) für Verbrennungsluft eine freie Querschnittsfläche zwischen 4 mm² und 40 mm², insbesondere von etwa l6 mm² aufweist.
7. Vergaser nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf der Öffnung (35) eine Vordrossel (36) zur Sicherung eines den Primärluft­eintritt gewährleistenden Unterdruckes im Brenn­stoffkanal (27) vorgesehen ist.
8. Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordrossel (36) als Querschnittsverengung (37) des Brennstoffkanals (27) auf eine Querschnittsfläche von 0,03 mm² bis 0,3 mm², insbesondere etwa 0,l2 mm² ausgebildet ist.
9. Vergaser nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Öff­nung (35) bzw. die Summe der Querschnittsflächen einer Mehrzahl von Öffnungen (35) zwischen 0,l mm² und l,0 mm², insbesondere bei etwa 0,45 mm² liegt.
l0. Vergaser nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennstoffleitung (l5) stromauf des Brennstoffrohres (26) ein die Brenn­stoffleitung (l5) bei Betriebsunterbrechung des Ver­gasers abschließendes Absperrorgan (48) angeordnet ist.
11. Vergaser nach einem der Ansprüche l bis l0, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (l7) und/oder die Brennstoffleitung (l5) der Leerlaufkanalanord­nung (l8) als frei neben dem Vergasergehäuse (2) an­geordnete Leitungen ausgebildet sind.
12. Vergaser nach Anspruch ll, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffleitung (l5) in einem Anschluß­stutzen (2l) endet, der in einem Anschlußteil (3l) aus schlecht wärmeleitendem Material, insbesondere Kunststoff, gehalten ist.
13. Vergaser nach Anspruch l2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffleitung (l5) in dem Anschlußstut­zen (2l) mit quer zur Achse (43) des Brennstoffka­nals (27) liegender Achse (44) endet, daß die Aus­trittsöffnung (40) des Anschlußstutzens (2l) der Brennstoffleitung (l5) unterhalb der Eintrittsöff­nung (38) des Brennstoffkanales (27) angeordnet ist, und daß zwischen der Austrittsöffung (40) des An­schlußstutzens (2l) und der Eintrittsöffnung (38) des Brennstoffkanales (27) eine ringförmige Fangkam­mer (39) für Dampfblasen angeordnet ist.
14. Vergaser nach Anspruch l3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Brennstoffleitung (l5), des zugehörigen Anschlußstutzens (2l), dessen Austritts­mündung (40), der Fangkammer (39) und des Übertritts zwischen der Austrittsmündung (40) und der Fangkam­mer (39) wenigstens annähernd gleich groß sind.
15. Vergaser nach einem der Ansprüche l bis l4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Brennstoffkanal (27) aufweisende Ende der Leerlaufkanalanordnung (l8) als separates Gehäuse (23) ausgebildet ist, welches mit einem den Zufuhrkanal (25) für Verbrennungsluft bil­denden Düsenrohr (24) die Wand des Vergasergehäu­ses (2) bzw. des Ansaugkanals (3) durchsetzt.
16. Vergaser nach einem der Ansprüche l bis l5, dadurch gekennzeichnet, daß die exakte Lage der Mün­dung (34) des Brennstoffkanals (27) gegenüber der Querschnittsverengung (4l) des Zufuhrkanals (25) für Verbrennungsluft einstellbar gehalten ist.
17. Vergaser nach einem der Ansprüche l bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Querschnittsver­engung (4l) des Zufuhrkanals (25) für Verbrennungs­luft nach Art einer konvergierenden-divergierenden Lavaldüse ausgebildet ist.
18. Vergaser nach einem der Ansprüche l bis l7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (43) des Austrittsbe­reiches (20) der Leerlaufkanalanordnung (l8) gegen­über der Mittelachse des Ansaugkanales (3) in einem Winkel (α) von 0° bis 30°, insbesondere von we­nigstens etwa l0° nach unten geneigt ist.
19. Vergaser nach einem der Ansprüche l bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (43) des Austrittsbe­reiches (Gehäuse 23) der Leerlaufkanalanordnung (l8) gegenüber einer Radialen zur Mittelachse des Ansaug­kanales (3), gemessen am Schnittpunkt (48) der Ach­se (43) des Austrittsbereichs (20) der Leerlaufka­nalanordnung (l8) mit der Verlängerung der Mantel­fläche des Ansaugkanals (3), in der Horizontalen um einen Winkel von l5° bis 40°, insbesondere von wenigstens etwa 20° geneigt ist.
20. Leerlaufeinbauteil für einen Vergaser nach einem der Ansprüche l bis l9, gekennzeichnet durch ein Gehäu­se (23), welches einen Gehäusekörper (29) zur Lage­rung eines Anschlußstutzens (2l) für Brennstoff und eines Anschlußstutzens (22) für Verbrennungsluft so­wie ein inneres, mit dem Anschlußstutzen (2l) für Brennstoff strömungsverbundenes Brennstoffrohr (26) und ein äußeres, mit dem Anschlußstutzen (22) für Verbrennungsluft strömungsverbundenes Düsenrohr (24) aufweist, welches sich konzentrisch um das Brenn­stoffrohr (26) herum unter Bildung eines Lager­abschnitts (28) für die Lagerung im Vergasergehäu­se (2) vom Gehäusekörper (29) weg erstreckt.
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