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Vergaser.
Die Erfindung betrifft Vergaser und bezweckt im allgemeinen, eine Konstruktion und Regelung zu schaffen, die von Hand und selbsttätig zu betätigen ist, um wirksam und wirtschaftlich den jeweiligen Fettigkeitsgrad des Gemisches herzustellen, der für die verschiedenen Betriebsbedingungen des Motors nötig ist, besonders bei kaltem Wetter, wenn ein Motor angelassen und rasch auf eine günstige Betriebs- temperatur gebracht werden muss.
Bisherige Versuche zur Verbesserung des Gemisches für den Betrieb der kalten Maschine liefen darauf hinaus, das Gemisch über den ganzen Betriebsbereich hin gleichmässig fetter zu machen, was offenbar falsch ist. Nach anderen Vorschlägen wird das Gemisch bei niedrigen Geschwindigkeiten etwas mehr angereichert als bei höheren, was richtig ist, soweit Betrieb mit weit offener Drossel in Frage kommt, aber unrichtig ist für Betrieb mit geschlossener Drossel. Jeder erfahrene Motorführer kann beobachten, dass bei der gegenwärtigen Gemischregelung irgendwelche Einstellung der Regelung bei hoher Geschwindigkeit wirksamer als bei niedriger zu sein scheint. Wenn z.
B. nach dem Verlassen der Garage die Regelung für glatte Fahrt von 25 km pro Stunde eingestellt wird, der Fahrer aber durch den Verkehr gezwungen wird, auf 12 km pro Stunde herunterzugehen, so findet er, wenn er versucht, durch den Beschleu- niger die Geschwindigkeit zu steigern, dass das Gemisch offensichtlich sehr mager ist, und dass, wenn er die Regelung so einstellt, dass der Motor sich über 12 km pro Stunde beschleunigt, der Motor bei Annäherung an die Geschwindigkeit von 25 km pro Stunde sehr unregelmässig zündet, wie dies bei zu fettem
Gemisch eintritt. Man nahm bisher an, dass diese Wirkung darauf beruht, dass die Regelung das Gemisch bei hoher Geschwindigkeit mehr als bei niedriger anreichert.
Die Erfinder haben festgestellt, dass dies nicht zutrifft, sondern dass das von einem kalten Motor erforderte Mass der Anreicherung grösser bei niedrigen Geschwindigkeiten als bei höheren ist und dass die erwünschte und wirksamste Regelungsart eine solche ist, die einen mit zunehmender Geschwindigkeit ausgesprochen abnehmenden Grad von An- reieherung ergibt. Es hat sich gezeigt, dass dies für den ganzen Betriebsbereich eines Motors mit Ausnahme des Leerlaufes zutrifft, der, wie gefunden wurde, nicht denselben Grad der Anreicherung verlangt, u. zw. wegen des hohen Vakuums, das in der Einlasshaube während der Leerlaufslage der Drossel besteht und die Verdampfung sehr begünstigt.
Die Erfindung schafft eine neue Errmungsregelung,. welche verbesserte Anlassfähigkeit und glatten Betrieb nach dem Anlassen aus dem kalten Zustande des Motors verbürgt. Sie umfasst einen Schwerkraftspeiseregelungsbehälter oder Hilfsbrennstoffbehälter, der gegen die Aussenluft offen ist und dessen Brennstoffzufuhr aus der Schwimmerkammer vom Führersitz aus regelbar ist. Der Behälter ist so angeschlossen, dass er zusätzlichen Brennstoff zur richtigen Zeit zur Lieferung der Hauptdüse oder dem Leerlaufstrom zusetzt, um die Mischung anzureichern oder dass er Luft liefert, um die Mischung zu verdünnen und Überfettung zu verhindern. Vorzugsweise wird ein Regelventil für den Behälter durch die Bewegungen des Vergaserdrosselventils gesteuert.
Auch werden Leerlaufdüsen und Langsamlanfdüsen oberhalb der Drossel vorgesehen mit besonderer Leerlaufeinstellung für glatten Lauf mit niedriger Geschwindigkeit, ferner ein Beschleunigungsbehälter, der eine Extrazufuhr von Brennstoff unmittelbar nach dem Öffnen der Drossel gibt und eine Sparanordnung, welche gestattet, dass der Vergaser mit einem relativ mageren Gemisch während geschlossener Drossellage bei Durchschnittsfahrt arbeitet, aber selbsttätig auf die erforderliche reichere Einstellung überleitet, wenn die volle Leistung des Motors verlangt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 ist eine Vorderansicht, Fig. 2 ein Grundriss, Fig. 3 ein Schnitt nach 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 ein Schnitt nach 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 ein Schnitt nach 5-5 der Fig. 2, Fig. 6 ein Schnitt nach 6-6 der Fig. 2, Fig. 7 ein Schnitt nach 7-7 der Fig. 2, Fig. 8 ein Schnitt nach 8-8 der Fig. 2, Fig. 9 ein Schnitt nach 9-9 der Fig. 1, Fig. 10 eine Rückansicht, Fig. 11 ein Wirkungsdiagramll1, Fig. 12 eine Darstellung
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Venturirohres 20 ragt.
An einer Seite der Vergaserkammer ist die Schwimmerkammer 21, in welcher der Schwimmer 22 das Einlassventil 23 steuert, um den Brennstoff in der Schwimmerkammer auf konstanter Höhe zu halten.
Die Sehwimmerkammer ist durch den Kanal 24 mit der Ventilkammer 25 verbunden, aus der
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Raum 28 ist mit dem Mittelkanal 29 des Düsenansatzes 18 verbunden. Der Auslass 26 wird von dem Raschlaufnadelventil 80 geregelt, das mittels seines Kopfes 31 einstellbar ist, der in das Oberende der Ventilkammer geschraubt ist.
Ein Regelbehälter 82 ist oben durch einen Kanal. 3. 3 zur Aussenluft offen und ist unten durch den Ventilkanal 34 mit dem vom Schwimmerbehälter gespeisten Kanal 35 verbunden. Ein Nadelventil 36 regelt den Strom durch den Ventilkanal 34. Eine Feder 37 umgibt den Ventilschaft zwischen dem Ventilgehäuse und dem Stift 38, um das Ventil niederzuhalten und so den Ventilkanal zu schliessen. Nach der Erfindung wird dieses Ventil durch die Bewegung des Drosselventils 12 im Lufteinlass des Vergasers gesteuert. Ein L-förmiger Hebel 33 ist mit seinem Knie an den Vergaserkörper am Zapfen 40 angelenkt.
Das Ende des waagrechten Schenkels des Hebels nimmt mit dem Hakenende 41 das äussere Ende des Schaftes des Ventils 36 auf. Die Anlagerippen 42 an dem Hakenende treten in Eingriff mit der Unterseite der Anschlagsmutter zip die auf dem Ventilschaft senkrecht einstellbar ist.
Der senkrechte Arm des Hebels 39 wirkt mit einer Kurve auf die Kurvenrolle 45 am Ende des Armes 46 der Welle 47, an der die Drossel 12 befestigt ist. Am andern Ende trägt die Welle 47 den Hebel 48, der vom Führersitz aus steuerbar ist, um das Drosselventil in beliebige Lage einzustellen.
Für die Zwecke der Erfindung ist der Querschnitt des die Drossel bergenden Lufteinlasses so weit grösser als der Querschnitt der Venturihälse, dass die erste Hälfte der Bewegung der Drossel nach der Schlusslage zu nur wenig oder gar keine Wirkung auf den Luftgehalt des vom Vergaser gelieferten Gemisches ausübt. Bei der normalen Lage der Drossel, also bei weit offener Lage, ist der Hebel 39 frei vom Aussenluftbehälterventil 36, das somit durch seine Feder geschlossen gehalten werden kann. Während der Bewegung der Drossel zur Sehlusslage erfasst die Kurvenrolle 45 den Hebel, um ihn zu schwingen und das Aussenluftbehälterventil zu öffnen.
Wie schon. erwähnt, wird aber während der ersten Hälfte der Bewegung der Drossel zur Schlusslage die zum Vergaser durch den Lufteinlass 11 gelieferte Luft nicht erheblich beeinflusst, und es findet nur eine gesteigerte Brennstoffströmung vermöge des Aussenluftbehälterventils statt, wie nun zu beschreiben. Während der letzten Bewegungshälfte der Drossel zur Schlusslage wird aber der Luftstrom zum Vergaser beschränkt und der Sog am Brennstoffauslass entsprechend vergrössert.
Bei offenem Ventil 36 fliesst Brennstoff durch Schwerkraft aus der Schwimmerkammer in den Regelbehälter 32. Ein Kanal 49 (Fig. 5) führt vom unteren Ende des Behälters 32 zu den Brennstoffkanälen 50, die in das Venturirohr 19 vorzugsweise an seinem Halse münden und ebenso wie das Auslassende der Düse 18 gewöhnlich oberhalb des Brennstoffstandes x-x liegen. Bei geschlossenem Regelbehälterventil 36 entleert der Sog an den Kanälen 50 den Behälter und den Kanal 49 von Brennstoff, und dann tritt nur Luft in das kleine Venturirohr durch die Kanäle 50, um sich mit dem aus der Hauptdüse gesaugten Brennstoff zu mischen.
Wird aber das Behälterventil geöffnet, so wird Brennstoff in das kleine Venturirohr durch die Kanäle 50 gesaugt, um die Hauptdüse bei Lieferung des nötigen Brennstoffes an das Gemisch zu unterstützen.
Auch ist ein Kanal 51 vom Regelbehälter 32 zum Leerlaufbehälter 52 von einem Punkt unterhalb des normalen Brenmtoffstandes in den Behältern geführt und hat einen verengten Einlass 51'am Leerlaufbehälter. Der Brennstoff tritt in das Leerlaufrohr 53 durch Kanäle 54, die ein Stück oberhalb des normalen Brennstoffstandes liegen. Das untere Ende des Leerlaufrohres ist in das obere Ende des zylindrischen Raumes 55 eingestöpselt, der am unteren Ende durch den Kanal 56 mit dem Ringraume 57 um die Hauptdüse 18 verbunden ist, der durch Kanäle 58 an den Düsenkanal 29 angeschlossen ist. Der Einlass zum Unterende des Leerlaufrohres ist verengt.
Das Rohr ist in den umgebenden Gestell- körper oberhalb des Raumes 55 eingeschraubt, der mit dem Leerlaufbehälter 52 nur durch die Kanäle 54 verbunden ist.
Am oberen Ende hat das Leerlaufrohr 53 verengte Verbindung mit dem Kanal 59, der mit dem Vergaserauslass 13 durch einen oberen Kanal 60 und unteren Kanal 61 verbunden ist, welcher der Kante der in Schlusslage befindlichen Drossel benachbart ist. Luft für das Leerlaufgemisch wird primär durch den Kanal 62 zum Kanal 59 unter Regelung des Ventils 63 (Fig. 9) geliefert.
Mittels des Behälters 32 und des Kanals 51 im Leerlaufstrom kann die Brennstoffzufuhr und die Luftzufuhr für Leerlaufbetrieb umgewandelt werden, um den Betriebsanforderungen zu entsprechen. Der Kanal 51 liegt so, dass er etwas oberhalb des Standes liegt, den der Brennstoff im Ausgleichsbehälter hat, wenn der Motor bei geschlossenem Ventil 36 normal leerläuft. Bei dieser Anordnung wird, wenn das Ventil geschlossen ist und der Brennstoffstand im Behälter unter den Kanal 51 gefallen ist, Zusatznebenluft in den Leerlaufstrom durch den Behälter und Kanal eingeführt, so dass Überfettung beim Leerlauf verhindert wird.
Wenn aber Anreicherung gewünscht wird, so wird das Ventil 36 geöffnet, so dass der Brennstoffstand über den Kanal 51 steigen kann, und dann wird die Nebenluft abgeschnitten und Brennstoff statt Luft fliesst zwecks Anreicherung in den Leerlaufstrom.
Wie schon erwähnt, haben die Erfinder festgestellt, dass beim Betrieb eines kalten Motors die Anreicherung bei fallender Geschwindigkeit wachsen sollte. Dies gilt nicht während sehr leichter Beladungen, wie bei normalem Leerlauf, wahrscheinlich wegen des dann in der Einlasshaube herrschenden hohen Vakuums, das die Verdampfung unterstützt. Wie schon erwähnt, wird Überfettung dann durch
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die in den Leerlaufstrom mittels des Ausgleichsbehälters und des Kanals 51 eingeführte Nebenluft verhindert.
Ein Beschleunigungsbehälter 70 kann vorgesehen sein, um eine rasche und richtige Anreicherung zu sichern, wenn die Drossel rasch aus der Leerlauf-oder Längsanlauflage bewegt wird, um Geschwindig- keit und Leistung des Motors für die Fahrt zu vergrössern. In diesem Behälter erstreckt sich das Rohr 71, das unten gegen den Behälter offen ist, um Brennstoff aus der Schwimmerkammer durch den Kanal 72 zu empfangen. Das Rohr schliesst oben an den Kanal 73, der durch einen verengten Kanal 74 mit dem Vergaserauslasskanal an einem Punkt oberhalb der Drossel verbunden ist, so dass während ganz oder nahezu geschlossener Lage der Drossel, wobei das Vakuum über ihr sehr hoch ist, der Sog im Behälter wirksam ist, um Brennstoff darin bis zu beträchtlicher Höhe hochzuziehen.
Dann wirkt, wenn die Drossel plötzlich geöffnet und der Sog im oberen Teile des Behälters vermindert, im primären Venturirohre aber vergrössert wird, dieser Venturisog mit der Schwerkraft zusammen, um ein rasches Fliessen von Brennstoff in das Venturirohr an seinem Halse durch den Düseneinlass 75 zu veranlassen. So wird das nötige Mass von Brennstoff und Anreicherung verfügbar, um die Maschine rasch für den Betrieb des Fahrzeuges zu befähigen. Ein Lufteinlass 76 belüftet den Beschleunigungsbehälter zwecks raschen Ausfliessens des Brennstoffes in den Ventuxikanal.
Wie schon erwähnt, sollte die Anreicherung abnehmen, wenn die Geschwindigkeit steigt. Wenn die Drossel weiter geöffnet wird für vergrösserte Geschwindigkeit und mehr und mehr Brennstoff aus der Hauptdüse gesaugt wird, so wird das Drosselventil für die volle Luftlieferung weit geöffnet, und der Regelbehälter oder Schwerkraftbehälter 32 wird gegen Brennstoffströmung geschlossen. Das Oberende des Düseneinsatzes M wird vom Behälter 77 umschlossen, der mit der Düsenbohrung durch den Kanal M und mit der Aussenluft durch einen Kanal 79 und ein Kaliber 80 verbunden ist.
Während langsameren Laufes wird der Behälter 77 mit Brennstoff gefüllt gehalten ; wenn aber die Geschwindigkeit und mit ihr der Sog an der Hauptdüse wächst, so wird dieser Behälter allmählich entleert, und dann fliesst Luft in den Brennstoffstrom durch die Düse.
Die Erfinder sehen auch ein Sperrventil81 vor, dass das Fliessen von Luft durch den Ventilkanal ? zum Kanal 79 regelt. Der Ventilkanal ist oben mit dem Lufteinlasskanal des Vergasers durch den Raum 83 verbunden. Eine Feder 84 sucht das Ventil geschlossen zu halten, das oben die Anschlagsmutter 85 hat.
Mit dieser wirkt das Ende eines Hebels 86 zusammen, der von der Drosselventilwelle ausgeht.
Wird die Drossel geschlossen, oder ist sie nur teilweise für den Lauf mit normaler Geschwindigkeit geöffnet, so steht der Hebel 86 so, dass er das Sparventil 81 hochhält und dadurch den Kanal 79 für den Lufteinlass 83 freihält. Die Luftströmung zu diesem Einlass erreicht die Hauptdüse und hilft dem Luftstrom durch die Nebenleitung 80 die Brennstoffströmung aus der Düse niederzuhalten und Überfettung zu verhindern. Werden Geschwindigkeit und grössere Leistung verlangt, so wird das Drosselventil in weit offene Lage bewegt. Während dieser Bewegung erlaubt der Hebel 86, dass das Sparventil 81 sich schliesst und die Nebenluft zum Einlass 83 absperrt.
Ist die Drossel weit offen, so ist dieser Lufteinlass ganz geschlossen ; der Sog ist dann wirksam an der Hauptdüse, und die nötige Brennstoffmenge wird aus ihr zur Lieferung einer genügend fetten Mischung für hohe Geschwindigkeiten oder hohe Belastung gesaugt.
Zusätzlich zur selbsttätigen Regelung der Strömung von Brennstoff und Luft kann der Machinist den Brennstoffstrom durch die Drossel regeln. Während des ersten Teiles des Weges des Drosselventils zur Schlusslage wird das Regelventil betätigt, um das Mass der zusätzlichen oder ausgleichenden Brennstoffströmung in den Vergaserkanal und die Gemischlieferung zu regeln, und während des letzten Teiles der Drosselventilbewegung wird die Luftströmung in den Lufteinlass 11 abgestellt oder gedrosselt, so dass der Sog an den arbeitenden Brennstoffauslässen entsprechend vergrössert wird und zusammen mit der zusätzlichen oder ergänzenden Brennstoffströmung ein an Menge und Reichtum genügendes Gemisch während der verschiedenen Betriebszustände von Motor und Fahrzeug sichert.
Der Fahrer stellt lediglich das Drosselventil und die Drossel für den gewünschten Betrieb bei einer Geschwindigkeit ein. Dann empfängt das Gemisch das richtige Verhältnis von Luft und Brennstoff im richtigen Fettigkeitsgrade für andere Geschwindigkeiten unter Hintanhaltung von Überfettung.
Die Kurven in Fig. 11 zeigen die Wirkung des neuen Vergasers bei einem kalten Motor und die Wirkung eines älteren Vergasers bei warmem Motor. Die senkrechte Teilung gibt das Verhältnis von Gas und Luft bzw. die Gemischnatur an, die waagrechte Teilung gibt die Kilogramme Luft pro Minute oder die Geschwindigkeit an. Die ausgezogen dargestellte Kurve A zeigt das richtige Mischungsverhältnis bei normal warmen Motor. Die punktierte Kurve B zeigt die mit Verwendung des Drosselventils allein erzielte Kurve. Die strichpunktierte Linie 0 zeigt die mittels der Erfindung erzielbare Anreicherung. Während des Leerlaufes ist angemessene Fettigkeitsgrad aber nicht Überfettung vorhanden, und wenn die Geschwindigkeit wächst, so sinkt der Fettigkeitsgrad entspree1wnd.
Die Wirkung ist kurz zusammengefasst folgende : Ist der Motor in : Ruhe, so ist die Drossel geschlossen, das Drosselventil offen und der Ausgleichsbehälter durch sein Ventil zum Brennstoffvorratsbehälter abgeschlossen. Zwecks Anlassens des warmen Motors braucht man gewöhnlich nur den Anlassknopf zu drücken, nachdem man die Drossel etwas geöffnet hat. Bei kaltem Motor aber ist Anreicherung
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nötig, und gemäss der Erfindung kann das Drosselventil erst bewegt werden, um nur das Regelbehälterventil zu verstellen. Ist die dann sieh ergebende Anreicherung nicht genügend, so kann man das Drosselventil weiterbewegen, um die Drosselwirkung am Lufteinlass hinzuzufügen.
Ist das Regelventil offen, so empfangen sowohl der Leerlaufkanal wie die Hauptdüsenzufuhr ergänzende Brennstoffströme durch die Kanäle 49 und 51.
Nach dem Anspringen des Motors und vor dem Anfahren des Wagens wird die Drossel in die Leerauflage bewegt und das Drosselventil geöffnet, um ein erneutes Schliessen des Regelbehälterventils zu gestatten. Unter normalen Bedingungen empfängt der Motor genügend Brennstoffzufuhr durch den Leerlaufkanal und den Kanal 56. Überfettung wird durch die Einführung von Nebenluft in den Leerlaufkanal durch den Kanal 51 verhindert. Unter anormalen Verhältnissen, z. B. bei sehr kaltem Wetter oder noch nicht völlig erwärmtem Motor, ist stärkere Anreicherung eventuell erwünscht, und dann kann das Drosselventil genug verstellt werden, um das Regelbehälterventil zum Einlass von Luft in den Behälter und die Zuführung von Anreicherungsbrennstoff durch Kanal 51 in den Leerlaufstrom zu öffnen.
Soll gefahren werden, so wird die Drossel ein Stück geöffnet, um das Fahrzeug zu beschleunigen, je nach den Anfahrverhältnissen. Ist der Motor kalt und Anreicherung nötig, so kann dies leicht mittels des Drosselventils erzielt werden. Ist die Drossel für Fahrt mit gewöhnlicher Geschwindigkeit und bei normalen Verhältnissen eingestellt, so ist das Ausgleichsventil 81 offen zur Einführung von Zusatzluft, die in die Hauptdüse durch Kanal 79 dringt, so dass bei normalem Motorbetrieb Überfettung nicht eintritt. Sollte aber diese Zusatznebenluft das Gemisch zu mager machen, so kann das Regelbehälterventil für ergänzende Brennstoffzufuhr betätigt werden.
Der Besehleunigungsbehälter wirkt zur rechten Zeit, um eine Brennstoffladung in den Hauptdüsenstrom zu liefern oder zu andern Zeiten Luft in den Strom zu liefern.
Die Einstellung des Regelventils 36 geschieht nach Fig. 12 selbsttätig thermostatisch. Hiezu dient die Zunge 100 eines Metallthermostaten, der am äusseren Ende verankert ist und mit seinem inneren Gabelende unter die Anschlagmutter 101 am Steuerventilschaft greift. Der Thermostat ist der Motorwärme ausgesetzt ; er öffnet das Regelventil, wenn der Motor kalt ist, und schliesst es, wenn der Motor auf normale Temperatur kommt, so dass die Regelung völlig selbsttätig erfolgt. Durch Einstellung der
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werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vergaser, dadurch gekennzeichnet, dass er ausser einer Hauptdüse (18) und gegebenfalls einer Leerlaufdüse (60, 61) von zur Zuführung des für den Normalbetrieb nötigen Brennstoffes ausreichender Lieferung eine von der Hauptdüse unabhängige Hilfsbrennstoffzuführung hat, welche die Brennstoffzufuhr bei jedem gewünschten Motorzustande zu vergrössern, aber eine allmählich abnehmende Zufuhr bei steigender Leistung oder Temperatur des Vergasers zu geben vermag und die z. B. die Form eines Hilfsbrennstoffbehälters (32) hat, der vorzugsweise gegen die Aussenluft offen ist und eine regelbare Verbindung (36) mit der Schwimmerkammer (21) hat.