Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vergaser für eine Brennkraftmaschine mit einem Luftansaugkanal, in den eine Kraftstoffzuführleitung mündet, und mit einer stromabwärts von der Kraftstoffzuführleitung angeordneten, um eine quer zur Strömungsrichtung des Luft-Kraftstoffgemisches verlaufende Achse schwenkbare Drosselklappe.
Bekanntlich erzeugen die für den Antrieb der heute verkehrenden Automobile verwendeten Verbrennungsmotoren Abgase, welche auf die Umwelt schädlich wirken.
Es sind schon viele Massnahmen und Einrichtungen zur Herabsetzung des Anteils der schädlichen Bestandteile in den Motorabgasen vorgeschlagen worden, die jedoch entweder zu wenig zuverlässig arbeiten oder konstruktiv zu aufwendig und zu kostspielig sind.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen.
Es stellt sich somit die Aufgabe, die handelsüblichen Vergaser für Brennkraftmaschinen auf einfache und wirkungsvolle Weise derart zu verbessern, dass die für die Umwelt schädlichen Abgaskomponenten möglichst vollständig eliminiert werden.
Diese Aufgabe wird mit dem eingangs erwähnten Vergaser für Brennkraftmaschinen erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen der Kraftstoffzuführleitung und der Drosselklappe ein Lufteinlass in den Strömungskanal des Luft-Kraftstoffgemisches mündet.
Im folgenden werden nun anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt schematisch:
Fig. 1 in Draufsicht einen Vergaser der bekannten Bauart,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Vergaser nach Fig. 1 entlang der Linie II-II,
Fig. 3 in Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Vergasers,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Vergaser nach Fig. 3 entlang der Linie IV-IV,
Fig. 5 in Draufsicht und im Schnitt ein im Vergaser nach Fig. 3 eingebautes stabförmiges Einsatzstück, und
Fig. 6 im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Vergasers.
In den Fig. 1 und 2 ist rein schematisch ein Vergaser bekannter Bauart dargestellt, wobei jedoch die für die Erläuterung des Erfindungsgedankens nicht unbedingt notwendigen, ebenfalls bekannten Teile weggelassen sind.
Der dargestellte Vergaser weist ein Gehäuse 1 auf, welches im vorliegenden Fall als zylindrisches Rohr ausgebildet ist. In diesem Rohr 1 ist eine Mischkammer 2 angeordnet, welche jedoch nur ganz schematisch gezeigt ist. In diese Mischkammer 2 mündet eine Zuführleitung 3 für den Kraftstoff. Die Zuführung des Kraftstoffes erfolgt auf bekannte Weise. Der Mischkammer ist in der in Fig. 2 mit A bezeichneten Strömungsrichtung eine Drosselklappe 4 nachgeschaltet, welche um eine quer zur Längsachse des Rohres 1 verlaufende Achse 5 schwenkbar ist. Die Drosselklappe 4, welche in den Fig. 1 und 2 in einer Mittelstellung gezeigt ist, verschliesst in ihrer Schliesstellung die Durchgangsöffnung und gibt letztere in ihrer Offenstellung im wesentlichen über den ganzen Querschnitt frei.
Die vom Motor angesaugte Luft L wird durch die Mischkammer 2 geleitet. Der durch die Zuführleitung 3 zugeführte Kraftstoff wird auf bekannte Weise von der Luft zerstäubt und mitgerissen. Das Luft-Kraftstoffgemisch strömt nun an der Drosselklappe 4 vorbei zu den Einlassventilen des Motors.
Durch die Stellung der Drosselklappe 4 wird die Leistung des Motors eingestellt, wobei die Leistung umso grösser ist, je grösser der durch die Drosselklappe freigegebene Strömungsquerschnitt ist.
Es hat sich nun gezeigt, dass beim Öffnen der Drosselklappe 4 zwecks Beschleunigung des Motors das Luft-Kraftstoffgemisch hauptsächlich durch die von der Drosselklappenhälfte 4a freigegebene Öffnung 6 strömt, während durch die von der Drosselklappenhälfte 4b freigegebene Öffnung 7 nur Luft oder bestenfalls ein nur wenig Kraftstoff enthaltendes, mageres Luft-Kraftstoffgemisch strömt.
Der Grund. dass auf der Seite der Drosselklappenhälfte 4a ein zuviel Kraftstoff aufweisendes, fettes Kraftstoff-Luftgemisch durchströmt, ist in der Schrägstellung der Drosselklappe 4 und in der auf die Kraftstofftröpfchen, welche in der Fig. 2 schematisch mit 8 bezeichnet sind, wirkenden Schwerkraft zu finden.
Da dem Motor wie erwähnt ein ungleiches und zum Teil zu fettes Luft-Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wird nicht die gesamte Kraftstoffmenge vollständig verbrannt. Diese nicht vollständige und ungenügende Verbrennung eines Teils des Kraftstoffes hat zu Folge, dass einerseits Abgase mit schädlichen Komponenten entstehen und andererseits der Kraftstoffverbrauch erhöht wird.
Diese erwähnten Nachteile der Vergaser bekannter Bauart sind beim in den Fig. 3 und 4 in Draufsicht, bzw. im Längsschnitt gezeigten, erfindungsgemässen Vergaser behoben. Der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Vergaser ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vergaser und weist wie letzterer ein rohrförmiges Gehäuse 11, eine in diesem angeordnete Mischkammer 12 mit einer Kraft stoffzufäbrleitung 13 und eine um eine quer zu der in Fig. 4 mit A bezeichneten Strömungsrichtung verlaufende, zur Längsachse des Gehäuses 11 rechtwinklige Achse 15 schwenkbare Drosselklappe 14 auf, welche unterhalb der Mischkammer 12 angeordnet ist.
Der Vergaser nach den Fig. 3 und 4 weist jedoch zwei Elemente auf, die beim in den Fig. 1 und 2 dargestellten herkömmlichen Vergaser fehlen: das stabförmige Einsatzstück 19 in der Mischkammer 12 und der zusätzliche Lufteinlass 20 in der Wand des Gehäuses 1.
Das wie in Fig. 5 gezeigt als Zylinderstift ausgebildete Einsatzstück 19 ist unterhalb, d. h. in Strömungsrichtung gesehen nach der Kraftstoffzuführleitung 13 angeordnet. Die Längsachse des Einsatzstückes 19 verläuft im wesentlichen parallel zu und über der Achse 15 der Drosselklappe 14 und steht rechtwinklig zur Längsachse des Gehäuses 11. Das Einsatzstück überspannt den durch die Mischkammer 12 bestimmten Durchströmquerschnitt, ohne diesen jedoch zu verschliessen und ist in der Mitte des Durchströmquerschnittes angeordnet, wodurch letzterer in zwei Hälften 12a und 12b (Fig. 3) unterteilt wird.
Das Einsatzstück 19 wirkt als Verteilorgan für das Luft Kraftstoffgemisch, so dass die in Fig. 4 schematisch dargestellten, mit 18 bezeichneten Kraftstoff-Luftgemischströme zu der durch die Drosselklappenhälfte 14a bestimmten Durchlassöffnung 16 und zu der durch die Drosselklappenhälfte 14b bestimmten Durchlassöffnung 17 etwa dasselbe Mischungsverhältnis aufweisen.
Das Einsatzstück 19 bewirkt zwar ein weitgehend, aber nicht vollständig gleiches Mischungsverhältnis in den auf beiden Seiten der Drosselklappe 14 vorbeiströmenden Kraftstoff Luftgemischströmen. Das an der Drosselklappenhälfte 14a vorbeiströmende Gemisch weist jedoch immer noch einen grösseren Kraftstoffanteil auf als das an der Drosselklappenhälfte 14b vorbeiströmende Gemisch.
Um auch noch diese Unterschiede im Mischungsverhältnis der beiden Teilströme auszugleichen, dient der bereits erwähnte Lufteinlass 20. Dieser Lufteinlass ist zwischen dem Einsatzstück 19 und der Drosselklappe 14 angeordnet und mündet, wie dargestellt, auf der Seite der Drosselklappenhälfte 14a in das Gehäuse 11 ein, d. h. auf derjenigen Seite, auf der sich die Drosselklappe 14 in der Fig. 4 nach unten öffnet.
Der Lufteinlass 20 ist auf in den Figuren nicht dargestellte Weise mit der Luftzufuhr zum Vergaser verbunden. ttber diesen Lufteinlass 20 wird dem durch die von der Drosselklappenhälfte 14a freigegebene Öffnung 16 strömenden Luft Kraftstoffgemisch zusätzlich Luft zugeführt, wodurch erreicht wird, dass die auf beiden Seiten der Drosselklappe 14 durch die Öffnungen 16 und 17 strömenden Kraftstoff-Luftgemischströme im wesentlichen dasselbe Mischungsverhältnis aufweisen.
Der Durchmesser des stabförmigen Einsatzstückes 19 und des Lufteinlasses 20 richtet sich nach der Grösse der Zylinder des dem Vergaser zugehörigen Motors.
In Fig. 6 ist im Längsschnitt ein Vergaser gezeigt, der ähnlich gebaut ist wie der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Vergaser, bei dem jedoch das stabförmige Einsatzelement 19 fehlt. Diese zweite Ausführungsform eines Vergasers weist ebenfalls ein rohrförmiges Gehäuse 21, eine in diesem angeordnete Mischkammer 22 mit einer Kraftstoffzuführleitung 23 und eine um eine quer zur mit A bezeichneten Strömungsrichtung verlaufende, zur Längsachse des Gehäuses 21 rechtwinklige Achse 25 schwenkbare Drosselklappe 24 auf, welche unterhalb der Mischkammer 22 angeordnet ist. Diese Drosselklappe ist gestrichelt in geschlossener Stellung dargestellt.
Zwischen der Mischkammer 22, in der der angesaugten Luft L der Kraftstoff zugeführt wird, und der Drosselklappe 24, ist ein Lufteinlass 26 angeordnet, der, wie dargestellt, auf der Seite der Drosselklappenhälfte 24a in das Gehäuse 21 einmündet, d. h. auf derjenigen Seite, auf der sich die Drosselklappe 24 in der Fig. 6 nach unten öffnet.
Der Lufteinlass 26 wird im Gegensatz zum in der Fig. 4 dargestellten Lufteinlass 20 schräg durch die Wand des Gehäuses geführt, um auch bei ganz geöffneter Drosselklappe 24 das Ansaugen einer genügend grossen Luftmenge zu gewährleisten.
Über diesen Lufteinlass 26 wird dem durch die von der Drosselklappenhälfte 24a freigegebene Öffnung 27 strömenden, mit 29 bezeichneten Kraftstoff-Luftgemischstrom, der, wie anhand der Fig. 1 und 2 erwähnt, einen Überschuss an Kraftstoff aufweist, zusätzlich Luft zugeführt. Dadurch wird erreicht, dass die auf beiden Seiten der Drosselklappe 24 durch die von dieser freigegebenen Öffnungen 27 und 28 strömenden Kraftstoff-Luftgemischströme 29 und 30 im wesentlichen dasselbe Mischungsverhältnis aufweisen.
Der Lufteinlass kann auch aus mehreren Luftzuführungen bestehen. Diese Luftzuführungen werden vorzugsweise in Strömungsrichtung des Kraftstoff-Luftgemisches gesehen, hintereinander angeordnet, wie das in Fig. 6 schematisch durch die gestrichelt dargestellte Luftzuführung 26a angedeutet ist.
Der Lufteinlass wird auf nicht näher dargestellte Weise an einer Luftspeiseleitung angeschlossen.
Durch den Einbau des Lufteinlasses 20 bzw. 26 und gegebenenfalls des stabförmigen Einsatzstückes 19 wird, wie schon erwähnt, ein Luft-Kraftstoffgemisch mit überall gleichem Mischungsverhältnis erzeugt. Dadurch wird eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes im Motor erreicht, was zur Folge hat, dass gegenüber mit herkömmlichen Vergasern ausgerüsteten Motoren der Kraftstoffverbrauch geringer ist und die schädlichen Anteile, wie z. B. Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffe, in den Abgasen beinahe vollständig eliminiert oder mindestens auf ein nicht mehr schädliches Mass reduziert sind.
Es ist ohne grosse Schwierigkeiten möglich, in die herkömmlichen Vergaser bekannter Bauart einen Lufteinlass 20 bzw. 26 und gegebenenfalls ein Einsatzstück 19 einzubauen, wodurch ohne allzu grosse Kosten auch die bereits im Gebrauch stehenden Vergaser verbessert werden können.
The present invention relates to a carburetor for an internal combustion engine with an air intake duct into which a fuel supply line opens, and with a throttle valve arranged downstream of the fuel supply line and pivotable about an axis running transversely to the flow direction of the air-fuel mixture.
It is well known that the internal combustion engines used to drive the automobiles in use today produce exhaust gases which are harmful to the environment.
Many measures and devices for reducing the proportion of harmful constituents in the engine exhaust gases have already been proposed, but they either work too poorly or are too complex and expensive in terms of construction.
The present invention now aims to eliminate the disadvantages mentioned above.
The task is thus to improve the commercially available carburetors for internal combustion engines in a simple and effective way in such a way that the exhaust gas components harmful to the environment are eliminated as completely as possible.
This object is achieved according to the invention with the initially mentioned carburetor for internal combustion engines in that an air inlet opens into the flow channel of the air-fuel mixture between the fuel supply line and the throttle valve.
In the following, exemplary embodiments of the subject matter of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. It shows schematically:
Fig. 1 is a plan view of a carburetor of the known type,
FIG. 2 shows a longitudinal section through the carburetor according to FIG. 1 along the line II-II,
3 shows a top view of a first exemplary embodiment of a carburetor according to the invention,
4 shows a longitudinal section through the carburetor according to FIG. 3 along the line IV-IV,
5 shows a plan view and section of a rod-shaped insert installed in the carburetor according to FIG. 3, and
6 shows a second embodiment of a carburetor according to the invention in longitudinal section.
In FIGS. 1 and 2, a known type of carburetor is shown purely schematically, but the parts which are also known and which are not absolutely necessary for explaining the concept of the invention are omitted.
The carburetor shown has a housing 1, which in the present case is designed as a cylindrical tube. A mixing chamber 2 is arranged in this tube 1, but this is only shown very schematically. A feed line 3 for the fuel opens into this mixing chamber 2. The fuel is supplied in a known manner. A throttle valve 4 is connected downstream of the mixing chamber in the flow direction denoted by A in FIG. 2, said throttle valve being pivotable about an axis 5 running transversely to the longitudinal axis of the pipe 1. The throttle valve 4, which is shown in FIGS. 1 and 2 in a central position, closes the passage opening in its closed position and releases the latter in its open position essentially over the entire cross section.
The air L sucked in by the engine is passed through the mixing chamber 2. The fuel supplied through the supply line 3 is atomized and entrained by the air in a known manner. The air-fuel mixture now flows past the throttle valve 4 to the intake valves of the engine.
The power of the engine is set by the position of the throttle valve 4, the power being greater, the greater the flow cross-section released by the throttle valve.
It has now been shown that when the throttle valve 4 is opened for the purpose of accelerating the engine, the air-fuel mixture mainly flows through the opening 6 released by the throttle valve half 4a, while only air or at best only a little fuel through the opening 7 released by the throttle valve half 4b containing, lean air-fuel mixture flows.
The reason. that on the side of the throttle valve half 4a a rich fuel-air mixture containing too much fuel flows through, can be found in the inclined position of the throttle valve 4 and in the gravity acting on the fuel droplets, which are shown schematically in FIG. 2.
Since the engine is supplied with an uneven and sometimes too rich air-fuel mixture, as mentioned, not the entire amount of fuel is completely burned. This incomplete and insufficient combustion of part of the fuel has the result that, on the one hand, exhaust gases with harmful components are produced and, on the other hand, fuel consumption is increased.
These mentioned disadvantages of the known type of carburetor have been eliminated in the carburetor according to the invention shown in FIGS. 3 and 4 in plan view or in longitudinal section. The carburetor shown in Figs. 3 and 4 is constructed essentially the same as the carburetor shown in Figs. 1 and 2 and, like the latter, has a tubular housing 11, a mixing chamber 12 arranged in this with a fuel supply line 13 and one around a Throttle valve 14, which extends transversely to the direction of flow designated A in FIG. 4 and is pivotable to the longitudinal axis of the housing 11 and which is pivotable to the longitudinal axis of the housing 11 and which is arranged below the mixing chamber 12.
The carburetor according to FIGS. 3 and 4, however, has two elements which are missing in the conventional carburetor shown in FIGS. 1 and 2: the rod-shaped insert 19 in the mixing chamber 12 and the additional air inlet 20 in the wall of the housing 1.
The insert 19, which is designed as a cylindrical pin as shown in FIG. 5, is below, i.e. H. Arranged after the fuel supply line 13, viewed in the direction of flow. The longitudinal axis of the insert 19 runs essentially parallel to and above the axis 15 of the throttle valve 14 and is at right angles to the longitudinal axis of the housing 11. The insert spans the flow cross-section determined by the mixing chamber 12, but without closing it, and is in the middle of the flow cross-section arranged, whereby the latter is divided into two halves 12a and 12b (Fig. 3).
The insert 19 acts as a distributor for the air-fuel mixture, so that the fuel-air mixture flows, shown schematically in FIG. 4 and denoted by 18, to the passage opening 16 determined by the throttle valve half 14a and to the passage opening 17 determined by the throttle valve half 14b have approximately the same mixing ratio .
The insert 19 brings about a largely, but not completely, mixing ratio in the fuel and air mixture flows flowing past on both sides of the throttle valve 14. The mixture flowing past the throttle valve half 14a, however, still has a larger proportion of fuel than the mixture flowing past the throttle valve half 14b.
The already mentioned air inlet 20 is used to compensate for these differences in the mixing ratio of the two partial flows. This air inlet is arranged between the insert 19 and the throttle valve 14 and, as shown, opens into the housing 11 on the side of the throttle valve half 14a, i.e. . H. on the side on which the throttle valve 14 opens downwards in FIG.
The air inlet 20 is connected to the air supply to the carburetor in a manner not shown in the figures. Via this air inlet 20, air is additionally supplied to the air and fuel mixture flowing through the opening 16 released by the throttle valve half 14a, which means that the fuel-air mixture flows flowing through the openings 16 and 17 on both sides of the throttle valve 14 have essentially the same mixing ratio.
The diameter of the rod-shaped insert 19 and the air inlet 20 depends on the size of the cylinder of the engine associated with the carburetor.
In Fig. 6, a carburetor is shown in longitudinal section, which is constructed similarly to the carburetor shown in Figs. 3 and 4, but in which the rod-shaped insert element 19 is missing. This second embodiment of a carburetor also has a tubular housing 21, a mixing chamber 22 with a fuel supply line 23 arranged in this and a throttle valve 24 which is pivotable about an axis 25 running transversely to the flow direction indicated by A and at right angles to the longitudinal axis of the housing 21, which is below the Mixing chamber 22 is arranged. This throttle valve is shown in broken lines in the closed position.
Between the mixing chamber 22, in which the fuel is supplied to the air L drawn in, and the throttle valve 24, an air inlet 26 is arranged, which, as shown, opens into the housing 21 on the side of the throttle valve half 24a, i. H. on the side on which the throttle valve 24 opens downward in FIG.
In contrast to the air inlet 20 shown in FIG. 4, the air inlet 26 is guided obliquely through the wall of the housing in order to ensure that a sufficiently large amount of air is drawn in even when the throttle valve 24 is fully open.
Via this air inlet 26, air is additionally supplied to the fuel-air mixture flow designated 29, which flows through the opening 27 opened by the throttle valve half 24a and which, as mentioned with reference to FIGS. 1 and 2, has an excess of fuel. It is thereby achieved that the fuel-air mixture flows 29 and 30 flowing on both sides of the throttle valve 24 through the openings 27 and 28 released by this have essentially the same mixing ratio.
The air inlet can also consist of several air inlets. These air feeds are preferably arranged one behind the other, viewed in the flow direction of the fuel-air mixture, as is indicated schematically in FIG. 6 by the air feed 26a shown in dashed lines.
The air inlet is connected to an air feed line in a manner not shown in detail.
By installing the air inlet 20 or 26 and possibly the rod-shaped insert 19, as already mentioned, an air-fuel mixture is generated with the same mixing ratio everywhere. As a result, a complete combustion of the fuel in the engine is achieved, which has the consequence that compared to engines equipped with conventional carburettors, the fuel consumption is lower and the harmful components such. B. carbon monoxide and hydrocarbons, in the exhaust gases are almost completely eliminated or at least reduced to a no longer harmful level.
It is possible without great difficulty to build an air inlet 20 or 26 and, if necessary, an insert 19 into the conventional carburetor of known design, whereby the carburetors that are already in use can also be improved without excessive costs.