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Vergaser für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit mindestens einer in den
Luftansaugkanal ausmündenden Kraftstoffaustrittsbohrung, die in einen, unabhängig vom Öffnungsgrad eines in den Luftansaugkanal eingeschalteten Ventils die annähernd gleiche Luftstromgeschwindigkeit aufweisenden Bereich, nämlich unmittelbar neben dem beweglichen Abschlusskörper des Ventils aus- mündet.
Es sind Brennkraftmaschinen bekannt, die einen Vergaser der üblichen Bauart aufweisen und bei de- nen zwischen Vergaser und Brennkraftmaschine Ventile angeordnet sind, um den Einlassvorgang zu steu- ern. Diese Konstruktionen sind sehr aifwandreich, da Vergaser und Ventil zwei verschiedene Bauele- mente sind. Der Vergaser ist im allgemeinen als Schieber oder Drosselklappenvergaser ausgebildet. Dieser Vergaser hat den grossen Nachteil, dass die Luftgeschwindigkeit in dem Querschnitt, der die Kraftstoff- austrittsbohrungen aufweist, nicht konstant ist, sondern sich, abhängig vom Motordrehmoment und Motordrehzahl, ändert. Das ergibt bei verschiedenen Betriebszuständen ein Gemisch mit verschiedenem
Brennstoff-Luftverhältnis, das einen einwandfreien Betrieb der Brennkraftmaschine nicht gewährleistet.
Um diesem Mangel abzuhelfen, sind die Vergaser üblicher Bauart mit zusätzlichen Steuerungsmöglich- keiten für das Brennstoff-Luftverhältnis, z. B. Leerlaufbohrungen, konischer Düsennadel u. dgl. ausgerüstet. Diese zusätzlichen Einrichtungen komplizieren den Vergaser erheblich, machen ihn störanfällig und im Betrieb empfindlich.
Es ist weiterhin eine Vergaserkonstruktion bekanntgeworden, die aus einer Kombination einer Drosselklappe und einem vom Saugrohrunterdruck betätigten Schieber besteht. Die Unterdrucksteuerung des Schiebers soll den Querschnitt an der Stelle der Kraftstoffawtrittsbohrung automatisch in Abhängigkeit von Drehmoment und Drehzahl der Brennkraftmaschine steuern und auf diese Weise eine möglichst gleichbleibende Luftgeschwindigkeit erreichen. Der Nachteil dieser Konstruktion ist ebenfalls ihr hoher Bauaufwand, denn der unterdruckbetätigte Schieber muss genau bearbeitet und geführt, sowie gut abgedichtet werden. Im Betrieb ist diese Konstruktion sehr staubempfindlich, denn schon eine geringe Verunreinigung beeinträchtigt die Leichtgängigkeit des Schiebers und damit die Regelung der Luftgeschwindigkeit.
Nutzt sich der Schieber ab, so geht die Abdichtung verloren, und ein einwandfreies Arbeiten ist ebenfalls nicht gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vergaser für Brennkraftmaschinen zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Bauarten vermeidet, einfach und billig im Aufbau und unempfindlich im Betrieb ist, sowie bei allen Betriebszuständen ein Brennstoffluftgemisch mit etwa dem gleichen Luftverhältnis liefert, und der in einfacher Weise die Kombination mit einem Drehzahlregler ermöglicht.
Die Erfindung geht aus von einem Vergaser der eingangs geschilderten Art und besteht im wesentlichen darin, dass die Kraftstoffaustrittsbohrung in an sich bekannter Weise in einer zwischen Vergaser und Ansaugrohr angeordneten Ventilplatte liegt und das Ventil mit einer federnden Klappe od. dgl. ausgebildet ist, welche die Durchströmöffnung der Ventilplatte in ihrer Verschlusslage abdeckt. Der Vergaser dieser Art liefert bei allen Betriebszuständen ein Brennstoffluftgemisch mit etwa gleichem Brennstoff-Luft-
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Verhältnis. Dabei können ohne weiteres der Vergaser für die Zerstäubung des Kraftstoffes und das mit der federnden Klappe versehene Ventil zur Steuerung des Einlassvorganges zu einem Bauteil vereinigt werden.
Dieser Bauteil ist in den Gestehungskosten gering und wenig raumbeanspruchend, so dass sich eine Kon- struktion ergibt, welche einen überaus einfachen Aufbau aufweist und im Betrieb unempfindlich ist, da der erfindungsgemässe Vergaser ausser der bzw. den federnden Ventilklappen keine zusätzlichen Bauteile zur Beeinflussung des Luftverhältnisses aufweist. Dadurch wird auch die Einstellung des Vergasers ausser- ordentlich einfach.
Das stets gleiche Brennstoff-Luftverhältnis ist darauf zurückzuführen, dass die Luftgeschwindigkeit in dem Ventilquerschnitt, in dem ja die Kraftstoffaustrittsbohrung angeordnet ist, bei allen Betriebszustän- den annähernd konstant ist, da die federnde Ventilklappe, abhängig von den Druckverhältnissen, ver- schieden grosse Durchtrittsquerschnitte freigibt. Die Druckverhältnisse, die die Grösse des Durchtrittsquer- schnittes beeinflussen, sind aber von der Füllung. und von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig. Durch die etwa konstant bleibende Luftgeschwindigkeit bei allen Betriebszuständen wird die Zerstäubung- güte auch bei niedrigen Drehzahlen wesentlich verbessert, wodurch die Brennkraftmaschine ein günstiges
Laufverhalten auchim Gebiet der niedrigen Drehzahlen erhält.
Zweckmässig ist es, die Kraftstoffaustrittsbohrung im Rahmen der Erfindung so anzuordnen, dass sie bei geschlossener Klappe des Ventils durch diese unmittelbar abgedeckt und dadurch gegen den Zylinder der Brennkraftmaschine abgesperrt ist. Dadurch wird erreicht, dass bei geschlossenem Ventil kein Brennstoff in die Brennkraftmaschine gelangt und eine Überfettung des in die Brennkraftmaschine gelangenden Kraftstoffluftgemisches sicher vermieden wird.
Zur willkürlichen Querschnittsverkleinerung des Luftansaugkanals zum Zwecke der Regelung der Brennkraftmaschine kann erfindungsgemäss entweder eine drehbare Drosselscheibe, die durch ihre Bewegung Öffnungen im Luftansaugweg verschliesst bzw. freigibt oder eine verstellbare Hubbegrenzung für die federnde Klappe des Ventils vorgesehen sein. Weiterhin ist es möglich, die regelbare Hubbegrenzung für die federnden Klappen des Ventils als Blattfedern auszubilden. Durch diese Ausbildung kann eine besonders einfache konstruktive Ausführung des Erfindungsgegenstandes erreicht werden.
Falls eine automatische Regelung der Drehzahl der Brennkraftmaschine erwünscht ist, wird erfin-. dungsgemäss der zur willkürlichen Querschnittsveränderung des Luftansaugekanals dienende Bauteil mit einem Drehzahlregler verbunden. Diese Anordnung gestattet besonders dann, wenn der Vergaser direkt an das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeflanscht wird, eine sehr einfache automatische Regelung der Motordrehzahl, da der Antrieb für den Regler von der Kurbelwelle abgenommen wird bzw. der Regler selbst sich auf der Kurbelwelle befindet. Daraus ergibt sich eine sehr einfache Gesamtanordnung, ohne dass viele Übertragungsglieder erforderlich sind. Der Regler samt den Übertragungsteilen kann auf konstruktiv sehr einfache Art in das Gehäuse der Brennkraftmaschine einbezogen werden.
Es kann sich als zweckmässig erweisen, im Luftansaugweg der Brennkraftmaschine mehrere federnde Ventilklappen parallel anzuordnen. Diese parallel zueinander angeordneten Klappen können hiebei erfindungsgemäss als Blattfedern ausgebildet werden, die voneinander abweichende Kennlinien aufweisen. Es lässt sich so auf einfache Weise eine Registeranordnung erreichen, bei der in einem bestimmten Betriebsbereich nur eine Ventilklappe geöffnet und erst beim Verlassen dieses Betriebsbereiches die zweite Ventilklappe dazugeschaltet wird. Durch diese Massnahme ist es möglich, noch etwa auftretende geringe Schwankungen des Brennstoff-Luftverhältnisses auszugleichen und gegebenenfalls auch verschiedene Brennstoff-Luftverhältnisse für verschiedene Betriebszustände zu erreichen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten ergeben sich aus der Beschreibung der Figuren. Die Figuren stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dar. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Vergaser, der in diesem Fall direkt an das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine angeflanscht ist (die Teile 8 und 9 sind dabei um 900 nach untengedreht gezeichnet). Fig. 2 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1, Fig. 3 eine Teilansicht des Vergasers entsprechend der Fig. 1 von der Ventilseite. Fig. 4 zeigt einen Teillängsschnitt durch einen Vergaser, der zum Unterschied gegenüber der Fig. 1 eine verstellbare Hubbegrenzung für die Ventilklappen aufweist.
Fig. 5 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des Vergasers gemäss der Erfindung, bei der der Vergaser mit einem auf der Kurbelwelle sitzenden Regler gekoppelt ist. Fig. 6 stellt einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5 dar.
Der Aufbau der Vergaseranordnung entsprechend den Fig. 1-3 ist folgender :
Am Flansch 5 des Kurbelgehäuses 18 ist der Vergaser unmittelbar befestigt. Der Vergaser besteht in diesem Fall aus der Ventilplatte 1 und dem Ansaugstutzen 6, der einen Flansch 7 trägt, mittels dem die Ventilplatte am Flansch 5 des Kurbelgehäuses 18 befestigt ist. Der Flansch 7 des Ansaugstutzens 6 setzt
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sich nach einer Seite als Verlängerung 8 fort, während die Ventilplatte 1 eine in die gleiche Richtung weisende Verlängerung 9 aufweist. Zwischen den Teilen 8 und 9 ist eine flexible Membrane 10 angeordnet, die zusammen mit den Aussparungen in den Teilen 8,9 einen mit Brennstoff gefüllten Raum 13 und einen mit der Aussenluft über die Bohrung 12 in Verbindung stehenden Raum 11 bildet.
Auf der Ventilplatte 1 ist das von federnden Klappen gebildete Ventil 2 zusammen mit der Hubbegrenzung 3 für diese federnden Klappen befestigt. Die federnden Klappen decken zwei Bohrungen 4 ab, die sich in der Ventilplatte 1 befinden.
Der Kraftstoffkanal 16 erstreckt sich innerhalb der Ventilplatte 1. Er ist mit dem brennstoffgefüllten Raum 13 verbunden und tritt in der Nähe der federnden Klappen des Ventils 2 in den Luftansaugweg aus.
Der Austritt befindet sich in diesem Fall genau an dem ventilklappenseitigen Ende der Bohrung 4. Der Kraftstoffzufluss zum Raum 13 erfolgt über eine Leitung 15 und wird durch ein Kugelventil 14 geregelt.
Im Kurbelgehäuse 18 ist zur willkürlichen Querschnittsverkleinerung besipielsweise eine Platte 17 angeordnet, die durch ein Gestänge 22 verschoben wird. Innerhalb des Kurbelgehäuses 18 ist die Kurbelwelle 19 der Brennkraftmaschine gelagert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Bohrungen 4 in der Ventilplatte 1 angeordnet. Es kann jedoch auch eine beliebig andere Anzahl vorgesehen werden. Aus Fig. 3 ist zu ersehen, dass bei diesem Beispiel die federnden Klappen des Ventils 2, die zwei Bohrungen 4 abdecken, verschieden ausgebildet sind. Die Klappe 2', die in der Mitte eine Einschnürung aufweist, hat eine flachere Federkennlinie und öffnet daher früher als die Klappe mit konstanter Breite.
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tritt diese Kraftstoffbohrung 16 direkt in die Bohrung 4 der Ventilplatte 1 aus. Im Kurbelgehäuse 18 ist ferner eine mit Durchbrechungen versehene Scheibe 23 angeordnet, in deren Nabe 24 eine Achse 26 gelagert ist, die fest mit einer ebenfalls mit Durchbrechungen versehenen Scheibe 25 verbunden ist und an ihrem inneren Ende eine Abkröpfung27 aufweist.
Diese Abkröpfung liegt an der Reglerschale 28 eines auf der Kurbelwelle 19 angeordneten Reglers an. Die Reglerschale 28 wird durch die Kugeln 31 gegen den Druck einer Feder 32 bei Steigen der Drehzahl bewegt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel arbeitet der Vergaser entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-3. Die Querschnittsveränderung des Luftansaugkanals 6 zum Zwecke der Regelung der Brennkraftmaschine erfolgt jedoch nicht über ein Gestänge von Hand, sondern über die Scheiben 23,25 und die Achse 26 durch die Reglerschale 28. Steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine über den gewünschten Wert hinaus, so wird durch die Bewegung der Kugeln 31 und die dadurch bewirkte Verschiebung der Reglerschale 28 über die Abkröpfung 27 und die Achse 26 die Scheibe 25 verdreht und der Querschnitt für das Ansaugen verkleinert. Diese Verkleinerung erfolgt so lange, bis die Drehzahl der Brennkraftmaschine wieder auf den gewünschten Wert gefallen ist.
Fällt die Drehzahl unter den gewünschten Wert, so spielt sich der umgekehrte Vorgang ab, d. h. die Reglerschale wird durch die Kraft der Druckfeder 32 entgegengesetzt verschoben und der Ansaugweg durch Verdrehung der Scheibe 25 gegenüber der Scheibe 23 weiter geöffnet. Dadurch steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine wieder auf den gewünschten Wert an.
Weitere Variationen in der Ausführung sind dadurch möglich, dass die Kraftstoffaustrittsbohrung bzw.
-bohrungen an der Seite der Bohrung 4 in der Ventilplatte 1 angeordnet sind, an der die federnden Klappen od. dgl. an der Ventilplatte 1 befestigt sind. Dadurch kommt die Kraftstoffaustrittsbohrung an die Stelle zu liegen, die beim Öffnen der federnden Klappen den geringsten Durchflussquerschnitt zwischen Ventilplatte und Klappen des Ventils 2 aufweist. Es ergibt sich dadurch eine sehr gute Aufbereitung des angesaugten Kraftstoffs.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen ; vielmehr kann sie konstruktiv innerhalb des grundlegenden Erfindungsgedankens weitgehend abgewandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit mindestens einer in den Luftansaugkanal ausmündenden Kraftstoffaustrittsbohrung, die in einen, unabhängig vom Öffnungsgrad eines in den Luftansaugkanal ein- geschalteten Ventils eine annähernd gleiche Luftstromgeschwindigkeit aufweisenden Bereich, nämlich unmittelbar neben dem beweglichen Abschlusskörper des Ventils ausmündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffaustrittsbohrung (16) in an sich bekannter Weise in einer zwischen Vergaser und Ansaugrohr angeordneten Ventilplatte liegt und das Ventil mit einer federnden Klappe (2) od. dgl. ausgebildet ist, welche die Durchströmöffnung der Ventilplatte in ihrer Verschlusslage abdeckt.