DE1299932B

DE1299932B - Einrichtung zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches

Info

Publication number: DE1299932B
Application number: DEA30650A
Authority: DE
Inventors: Baverstock Richard
Original assignee: AVALON MACHINE PRODUCTS Inc
Current assignee: AVALON MACHINE PRODUCTS Inc
Priority date: 1957-11-04
Filing date: 1958-11-03
Publication date: 1969-07-24
Also published as: US2927848A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches mittels gasförmiger Brennstoffe zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit einer zwei über ein Gestänge miteinander verbundene, durch eine Feder in Schließstellung bewegte, aus jeweils einem Ventilkörper und einem Ventilsitz bestehende Ventile betätigenden, auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Steuermembran, wobei das eine Ventil zur Steuerung der Verbrennungsluftzufuhr und das andere zur Steuerung der Brennstoffzufuhr dient und beide Ventile relativ zueinander einstellbar sind.
Derartige Einrichtungen zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Bei einer solchen Einrichtung sind die Ventilkörper der beiden Ventile zur Steuerung der Verbrennungsluftzufuhr und .der Brennstoffzufuhr auf einer gemeinsamen Betätigungsstange befestigt, die durch eine Steuermembran verstellt werden kann, welche auf den Unterdruck im Ansaugkanal anspricht. Beide Ventilkörper sind auf dieser Stange aufgeschraubt und damit relativ zueinander einstellbar, jedoch in ihrer endgültigen Einstellage auf der Stange und damit gegenüber ihren zugeordneten Ventilsitzen fixiert. Die Einstellung der Ventilkörper ist bei der bekannten Einrichtung außerdem verhältnismäßig schwierig, denn es muß sichergestellt sein, daß das Brennstoffventil geschlossen werden kann, unabhängig davon, ob das Luftventil geschlossen ist oder nicht.
Aus der deutschen Patentschrift 549 014 ist eine Anordnung bekannt, bei der auf der Spindel des den Gaszufluß zu dem Mischraum steuernden Ventils ein mit diesem bewegtes Hilfsventil elastisch befestigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches zu schaffen, die eine flexible Einstellung des Luftventils sowie eine leichte Einstellbarkeit der Ventilkörper des Luft- und Brennstoffventils zueinander ermöglicht.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der die Verbrennungsluft steuernde Ventilkörper auf einem Trägerkörper zentriert und axial gegen eine Federkraft beweglich gelagert ist.
Durch diesen auf einem Trägerkörper zentrierten und axial gegen eine Federkraft beweglich gelagerten Ventilkörper wird eine leichte Einstellung der beiden Ventile gewährleistet und außerdem werden Ungenauigkeiten in der Ventileinstellung ausgeglichen. Dabei ist berücksichtigt, daß das Brennstoffventil unabhängig von der Einstellage des Luftventils dicht geschlossen werden kann. In der Leerlaufstellung des Brennstoffventils wird vom Luftventil auf Grund der flexiblen Verbindung ein ausreichender Querschnitt freigegeben, um den Leerlaufluftbedarf zu decken.
Der Ventilkörper ist vorzugsweise als Ventilplatte ausgebildet. Es ist zweckmäßig, die Ventilplatte und den Ventilsitz ringförmig zu gestalten.
Die Ausführung wird vorzugsweise so getroffen, daß der Trägerkörper des Luftventils einen stromab sich erstreckenden Strömungskörper bildet, der einen zum ventilgesteuerten Brennstoffeinlaß hin offenen Innenraum umschließt, der über Öffnungen mit dem Ansaugkanal stromab des den Luftdurchgang steuernden Ventils verbunden ist.
Wenn die Brennkraftmaschine über einen der Gasmischeinrichtung nachgeschalteten Vergaser für flüssige Brennstoffe betrieben werden soll, kann diese Einstellung über Gestänge erreicht werden, über die die Ventile für Luft und Gas einen Luftdurchgang freigebend angehoben sind. Die Gestänge bestehen vorzugsweise aus einer mit dem Ventilsitzkörper verbundenen Flanschplatte und mindestens einem an dieser angreifenden mit mindestens einer Schrägplatte eines Hebels zusammenwirkenden, in Schließstellung des Luftdurchgangs durch eine Feder behaltenen Bolzen.
Die Erfindung wird anschließend an Hand .der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig.1 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform; F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch die Einrichtung; F i g. 3 ist ein Längsschnitt durch die Gasmischeinrichtung in der Stellung für den Vergaserbetrieb mit flüssigem Brennstoff.
Die Einrichtung ist in einem Gehäuse 10 mit einer Grundplatte 11 angeordnet. An der Grundplatte 11 ist ein Zwischenring 16 befestigt; dieser Ring ruht auf einem Flansch 18 eines aufrecht stehenden Rohrstückes 19, das einen Teil eines üblichen Vergasers 20 bildet. Eine gebräuchliche Drosselklappe 21 ist im Rohrstück 19 vorgesehen und wird auf übliche Weise betätigt. Der Vergaser steht mit einer Ansaugleitung 22 einer Brennkraftmaschine in Verbindung.
Die Grundplatte 11 ist mit drei aufrecht stehenden, zu ihrer Mittelöffnung 23 a symmetrisch angeordneten Ansätzen 23 versehen. Ein Abstandsring 12 ruht auf diesen Ansätzen, während eine Deckplatte 13 auf dem Abstandsring liegt. Befestigungsschrauben 24 halten diese Teile zusammen.
Eine biegsame, ringförmige Membran 25 ist an ihrem äußeren Umfang zwischen der Deckplatte 13 und dem Abstandsring 12 eingeklemmt und besitzt eine Mittelöffnung 26, durch .die ein in der Mitte gelegener Vorsprung 27 der Deckplatte 13 herabführt. Der innere Teil der Membran 25 ist mit einer aufliegenden Gegenplatte 30 und Befestigungsschrauben 31 an einer oberen Fläche 28 (F i g. 3) eines Trägerkörpers 29 festgeklemmt. Dieser Trägerkörper 29 bewegt sich mit dem inneren Abschnitt der biegsamen Membran 25 vertikal und wird dabei von einem in der Mitte gelegenen, in Achsrichtung verlaufenden Stift 32 geführt. Dieser Stift ist durch ein Gewinde 33 mit dem Trägerkörper verbunden und weist einen Ansatz 34 auf, der im Gleitsitz von einer vertikalen Bohrung 35 aufgenommen wird. Die Bohrung 35 befindet sich innerhalb eines Ansatzes 36, der in einem Kniestück 14 untergebracht ist. Ein zentraler Teil des Kniestücks ist an der Deckplatte 13 festgeschraubt. Vorsprung 27 der Deckplatte 13 weist eine in der Mitte gelegene Durchgangsöffnung 38 für den Brennstoff auf. Ein Brennstoffventil39 enthält eine Mittelöffnung, die den Stift 32 im Gleitsitz aufnimmt; eine Schraubenfeder 40 drückt das Brennstoffventil gegen eine Zwischenscheibe 41 und den Ansatz 34 des Stiftes. Das Brennstoffventil 39 wirkt mit der Durchgangsöffnung 38 zusammen und begrenzt die Brennstoffströmung aus einem Raum 42 des Kniestücks in den Innenraum 43 des Trägerkörpers 29. Das Brennstoffventil 39 ist an seiner ausgebauchten Außenfläche mit mehreren im gleichen Abstand gegeneinander versetzten, in Achsenrichtung verlaufenden Einschnitten 39 a (F i g. 3) versehen. Die Fori;_ der Teile ist derart gewählt, .daß die Brennstoffströmung zunehmend gedrosselt wird, wenn sich das Brennstoffventil 39 gegenüber dem Vorsprung 27 nach unten bewegt.
Ein Auflagering 45 umgibt den Trägerkörper 29 und ist mit einer in der Mitte gelegenen, zylindrischen Bohrung 46 versehen. Dieser Auflagering 45 weist drei radiale Arme 47 auf; am Ende dieser Arme 47 ist je ein vertikaler Bolzen 48 vorgesehen, der im Gleitsitz in einer vertikalen Öffnung der Grundplatte 11 geführt ist. Während des normalen Betriebes der Vorrichtung ruht die untere Seite des Auflagerings 45 auf der Grundplatte 11. Die Bolzen 48 dienen einer Ausrichtung der zylindrischen Öffnung 46 im Auflagering 45 gegenüber der Abgabeöffnung 23 a in der Grundplatte 11. Eine weitere Funktion der Bolzen 48 wird später beschrieben.
Ein flacher Ventilring 52 liegt lose auf einer ringförmigen Schulter 53 des Trägerkörpers. Der Ventilring 52 kann auf einer Fläche 54 am oberen Ende des Auflagerings 45 aufliegen, wenn sich der Trägerkörper 29 in seiner tiefsten Lage befindet. Eine Schraubenfeder 55 umgibt den Vorsprung 27 und liegt zwischen der Gegenplatte 30 und der Deckplatte 13. Diese Feder 55 bewegt normalerweise die Membran 25 und den Trägerkörper 29 nach unten und bringt dadurch den Ventilring 52 mit dem Auflagering 45 in Eingriff. Die Stärke der Feder 55 ist so gewählt daß sie den gewünschten Druck am Auflagering 45 erzeugt.
Der Trägerkörper 29 besitzt mehrere am Umfang gegeneinander versetzte Auskragungen 56 und eine Außenfläche 57, die zwischen den Auskragungen liegt. Die Auskragungen haben je eine nach unten führende Öffnung 58, die eine Verbindung von dem Innenraum 43 des Trägerkörpers 29 zu einem Raum 59 in der Grundplatte 11 herstellen. Der Mittelabschnitt des Trägerkörpers 29 ist am unteren Ende von einer Bodenwand 60 verschlossen. Die gekrümmte Fläche 57 und die Wand des Bodens 60 bilden eine gleichmäßig gekrümmte Außenfläche zwischen den Auskragungen 56. Wenn der Trägerkörper 29 nach oben in die durch strichpunktierte Linien in F i g. 2 angegebene Lage angehoben wird, ist der Ventilring 52 vom Auflagering 45 abgehoben; auf diese Weise entsteht ein Durchgang für die Luft vom Raum oberhalb des Auflagerings 45 nach innen in den Raum 59, wie durch einen Pfeil 69 angegeben ist. Die innerhalb des Auflagerings 45 nach unten führende Luftströmung wirkt ansaugend auf den gasförmigen Brennstoff, der aus dem Innenraum 43 durch die öffnungen 58 nach unten strömt.
Während des Betriebs der Einrichtung wird die Zufuhr von Leichtbenzin zum Vergaser 20 unterbrochen und der gasförmige Brennstoff, z. B. Butan, unter Atmosphärendruck durch eine Leitung 65 zugeführt; er tritt in den Raum 42 innerhalb des Kniestücks 14 ein. Durch den Unterdruck in der Ansaugleitung 22 wird der Druck im Rohrstück 19 oberhalb der Drosselklappe und im Raum 59 vermindert. Die Außenluft tritt durch ein Filter 66 ein und gelangt in einen Raum 67 außerhalb des Auflagerings 45. Durch den Druck der Außenluft entsteht unterhalb der biegsamen Membran 25 eine nach oben gerichtete Kraft auf die Membran, die größer als die nach unten gerichtete Kraft der Feder 55 und der Schwerkraft infolge des Gewichtes der beweglichen Teile ist, weil ct Raum 68 oberhalb der Membran 25 mit dem Raum 59 über den Innenraum 43 und die Öffnung 58 in Verbindung steht. Der Druck oberhalb der Membran 25 ist in jedem Falle niedriger als der Druck unterhalb dieser Membran, wenn die Maschine läuft; durch die Membran 25 soll der Trägerkörper 29 relativ zum Auflagering 45 angehoben werden, so daß eine Luftströmung vom Raum 67 in Richtung des Pfeils 69 in das Innere des Auflagerings 45 freigegeben wird. Die Luftströmung, die an den gekrümmten Flächen 57 vorbei nach unten in die Öffnung 23 a und das Rohrstück 19 hineingeht, bewirkt einen Unterdruck, von dem der gasförmige Brennstoff durch die Öffnungen 58 angesaugt wird. Der Brennstoff ist mit der einströmenden Luft völlig durchmischt, wenn er aus der Mischeinrichtung austritt und in das Rohrstück 19 gelangt.
Wenn sich der Trägerkörper 29 hebt, hebt er auch das kegelförmige Brennstoffventil 39 hoch und vermindert den Querschnitt der Durchgangsöffnung 38, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Brennstoffs zunimmt. Dementsprechend dient die Bewegung des Trägerkörpers 29 nach oben dazu, sowohl die Strömungsgeschwindigkeit der Luft als auch die des gasförmigen Brennstoffs im richtigen Verhältnis zueinander zu steigern. Die Wirkung der Membran 25 besteht darin, daß die Strömung des brennbaren Gemisches zur Maschine gesteigert wird, wenn die Drosselklappe 21 stärker geöffnet wird. Die Druckverminderung im Rohrstück 19 oberhalb der Drosselklappe 21 nimmt zu, wenn sich die Drosselklappe öffnet, wobei eine entsprechende Vergrößerung des Hubs der Membran 25 stattfindet.
Das Plattenventil 52 ist vorgesehen, damit das Brennstoffventil 39 dicht anliegen kann und die gesamte Strömung des gasförmigen Brennstoffs unterbricht, wenn sich die Membran 29 in ihrer tiefsten Lage befindet.
Wenn die Brennkraftmaschine mit flüssigem Brennstoff (z. B. mit Leichtbenzin) betrieben werden soll, werden Vorrichtungen betätigt, die die Mischeinrichtung außer Betrieb setzen und die Teile derart einstellen, daß eine freie Luftströmung unmittelbar vom Luftfilter 66 in das Rohrstück 19 erfolgen kann. Diese Vorrichtung enthält einen Führungsmechanismus, der den Auflagering 45 in die außer Betrieb befindliche Lage anhebt.
Ein Führungsring 80 kann sich in einer Vertiefung 82 der Grundplatte 11 neben dem Zwischenring 16 frei drehen. Der Führungsring 80 ist außerdem mit mehreren nach unten ragenden, gebogenen Hebeln 82 a versehen, die Führungsflächen 83 für Köpfe 84 aufweisen, die an dem unteren Ende der Bolzen 48 ausgebildet sind. Ein Betätigungsarm 85 ist ebenfalls an dem Führungsring 80 befestigt und kann mittels eines Kabels 86 bewegt werden. Wenn das Kabel betätigt wird, wird der Führungsring 80 geschwenkt, um die Hebel 82 a aus ihrer unwirksamen Lage in die Betriebsstellung zu bringen. Bei dieser Betätigung werden die Bolzen 48 und der Auflagering 45 in die Lage nach F i g. 3 entgegen der Wirkung von Federn bewegt. In dieser Stellung strömt Luft aus dem Raum 67 unter dem Auflagering 45 hindurch in den Raum 59 und in das Innere des Rohrstücks 19. Wenn sich der Auflagering 45 in der angehobenen Stellung nach F i g. 3 befindet, arbeitet die Maschine mit flüssigem Brennstoff, der durch den Vergaser auf übliche Weise hindurchgeht.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches mittels gasförmier Brenn-C, stoffe zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit einer zwei über ein Gestänge miteinander verbundene, durch eine Feder in Schließstellung bewegte, aus jeweils einem Ventilkörper und einem Ventilsitz bestehende Ventile betätigenden, auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Steuermembran, wobei das eine Ventil zur Steuerung der Verbrennungsluftzufuhr und das andere zur Steuerung der Brennstoffzufuhr dient und beide Ventile relativ zueinander einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verbrennungsluft steuernde Ventilkörper auf einem Trägerkörper (29) zentriert und axial gegen eine Federkraft beweglich gelagert ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (52) als Ventilplatte ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (52) und der Ventilsitz (45) ringförmig ausgebildet sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (29) des Luftventils einen stromab sich erstreckenden Strömungskörper (57) bildet, der einen zum ventilgesteuerten Brennstoffeinlaß hin offenen Innenraum (43) umschließt, der über Öffnungen (58) mit dem Ansaugkanal (59) stromab des den Luftdurchgang steuernden Ventils (54) verbunden ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1: bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gestänge vorgesehen sind, über die die Ventile für Luft und Gas bei Betrieb der Brennkraftmaschine über einen der Gasmischeinrichtung nachgeschalteten Vergaser für flüssige Brennstoffe, einen Luftdurchgang (50, 51) freigebend, angehoben sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestänge aus einer mit dem Ventilsitzkörper (45) verbundenen Flanschplatte (47) und mindestens einem an dieser angreifenden, mit mindestens einer Schrägfläche (83) eines Hebels (82 a) zusammenwirkenden, in, Schließstellung des Luftdurchgangs (50, 51) durch eine Feder (89) gehaltenen Bolzen (84) gebildet sind und am Hebel (82a) Verstellgestänge angreifen.