DE2006739A1 - Vergaser zur Gemischbildung fur Ver brennungsmotoren - Google Patents

Description

DR. INQ. HANS LlCHTl · DIPL."I NQ. HEINER LICHTI

PATENTANWÄLTE .

KARLSRUHE-DURLACH · QRÖTZINQER STRASSE 61

TELEFON (07Z1) 4 11 24

"13. Februar 1970

1915/69

Karl Rinker, 75 Karlsruhe-Durlach, Bilfingerstraße 1 a

Vergaser zur Gemischbildung für Verbrennungsmotoren,

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Verbrennungsmotoren mit einer einen Lufttrichter aufweisenden Ansaugleitung und einer im Lufttrichter angeordneten Kraftstoffdüse.

Vergaser dieser Bauart sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt, deren konstruktiv unterschiedliche Gestaltungen sämtlich dem Zweck dienen, ein hinsichtlich Mengenverhältnis und Mischungsgrad optimales Gemisch aus Brennstoff

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und Luft zu schaffen.In neuerer Zeit kommt die hiermit eng verknüpfte Forderung hinzu, daß die Abgase den Auspuff möglichst vollständig verbrannt verlassen sollen, um der Luftvergiftung, insbesondere durch unvollständig verbranntes Kohlennionoxyd entgegenzuwirken. Es wird dieserhalb beispielsweise in den Vereinigten Staaten von Amerika augenblicklich durch Gesetz gefordert, daß die Abgase pro Meile gefahrener Strecke an unvollständig verbrannten Bestandteilen nicht mehr als J^lk Gramm Kohlenmonoxyd und 3 »3 Gramm Kohlenwasserstoff enthalten dürfen. In der Bundesrepublik Deutschland besteht bislang nur eine Forderung von ^,5/« Kohlenmonoxyd im Leerlauf. Es ist jedoch davon auszugehen, daß in Zukunft diese Forderungen beträchtlich verschärft und im Gesetz ihren Niederschlag finden werden.

Um die bestehenden Forderungen zu erfüllen, sind bisher im wesentlichen drei Wege beschritten worden:

1. Verbesserung des Gemisches (Vergaser, Saugrohr, Einspritzsteuerung), der Verbrennung (Zündsystem, Brennraumform, Hub-Bohrungsverhältnis, Ventilüberschneidung, Kühlsystem) der Abstömverhältnisse (Auspuff) oder

2. Nachverbrennung der Abgase.

3. Kombination von 1 und 2.

Durch entsprechende konstruktive Maßnahmen ist es gelungen, den heutigen Forderungen weitgehend Rechnung zu tragen, doch sind damit keinesfalls optimale Ergebnisse erreicht. Hier sei lediglich das Beispiel der Nachverbrennung herausgegriffen.

Eine bekannte Methode besteht darin, in die heißeste Zone der Abgase mittels einer Pumpe Frischluft zu dosieren. Diese Methode ist zwar bei Normalbetrieb des Motors wirksam, nicht jedoch beispielsweise bei Anlauf, da für die Nachverbrennung

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eine Temperatur von mindestens 5OO°C erforderlich ist, die wegen der Zumischung von Frischluft erst bei üblichen Betriebstemperaturen des Motor« erreicht wird. Im übrigen verteuern die hierfür vorgesehenen Einrichtungen die Auspuffanlage beträchtlich, wobei hinzukommt, daß ein wirtschaftlicher Vorteil « etwa durch Verbrauchsminderung « nicht eintritt, da das angesaugte Gas nicht vollständig ausgenützt wird.

Soweit die Verbesserungen bisher an Vergasern vorgenommen worden sind, handelt es sich stets um die Erfüllung der Forderung nach einem in quantitativer und qualitativer Hinsicht optimalen Gemisch. Die bekannten Vergasertypen erfüllten jedoch folgende Bedingungen nur unzureichend:

a) Das Öffnen der Drosselklappe in der Ansaugleitung führt zu einer Leistungserhöhung durch Drehzahlsteigerung. Die^bei dem Vergaser zuströmende, zunehmende Luftmenge ist von.dieser Drehzahländerung abhängig. ATgrund der erforderlichen Beschleunigung der Luftsäule, nimmt die Luftgeschwindigkeit jedoch nur allmählich zu, so daß das Gemisch zunächst brennstoffarm ist. Das optimale Gemisch wird erst in einem bestimmten Drehzahlbereich erreicht - dann nämlich, wenn die Luftgeschwindigkeit in einem bestimmten Verhältnis zu den konstruktiven Daten des Vergasers, wie Düsenquerschnitt, Luft trichter·» form et C-. steht .

Diese ungünstigen Verhältnisse sind besonders bei Hoch» leistung**·, beispielsweise Rennmotoren, augenfällig, bei denen auch noch bei hohen Drehzahlen höhe Leistungen gefordert werden, was durch große Querschnitte mit ent« sprechend schlechter Zerstäubung bei geringen Drehzahlen erreicht wird, weshalb man hier gezwungen ist, zur Ein« spritzung überzugehen.

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b) Aus den Strömungsgesetzen fluider Medien ergibt sich, daß fcei wachsendem Unterdruck (hohe Drehzahl) im engen Querschnitt öes Lufttrichters die aus der Düse austretende Kraftstoffmenge schneller zunimmt als die angesaugte Luftmenge, so daß das Gemisch bei hohen Drehzahlen zunehmend fetter wird. Die hieraus resultierenden Nachteile hat man bisher durch das sogenannte Bremsdüsen-, das Zusatzdüsen- oder das Staudruckprinzip zu beseitigen versucht, indes ohne optimalen Erfolg.

c) Bei einem plötzlichen Schließen der Drosselklappe, beispielsweise beim Abbremsen eines Fahrzeugs, fällt die Wirkung, der Bremsluftdüse aus, wodurch eine partielle Spiegelerhöhung des Kraftstoffs im Mischrohr stattfindet; auch wird der in Bewegung befindliche Kraftstoff bei der Drosselung in seiner Dynamik nicht gebremst, so daß eine geringe Menge Kraftstoff in die Mischkammer gelangte

d) Der während der Luftdrosselung in der Ansaugleitung anstehende Unterdruck begünstigt die Verdampfung von noch vorhandenen Kraftstoffteilchen, so daß - da keine Luft hinzutreten kann - ein zu fe^fttes Gemisch entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser des eingangs ,reschilderten atfbaus so auszubilden, daß eine optimale Gemischbildung nicht nur in einem bestimmten Betriebsbereich, sondern im gesamten Drehzahlbereich und bei allen üetriebsverhältnissen ermöglicht und die Entstehung unverbrannter Bestandteile im Abgas weitgehend vermieden vrird. ·

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß der Querschnitt der Kraftstoffdüse und / oder der

freie Querschnitt des Lufttrichtere in Abhängigkeit

von der Drehzahl oder einer dieser proportionalen Betriebs« größe des Motors veränderlich ausgebildet ist*

Mit dieser Maßnahme -werden die konstruktiven Abmessungen

des Vergasers praktisch stets an die Betriebsverhältnisse

des Motors angepaßt, so daß im gesamten Betriebsbereich

für eine optimale Gemischbildung gesorgt ist*. Dabei kann g

die Ausbildung so getroffen sein, daß entweder, nur der ^

Querschnitt der Kraftstoffdüse oder nur derjenige des Lufttrichters oder aber die Querschnitte beider Bauteile

unter gegenseitiger Anpassung variiert werden. Vorzugsweise erfolgt die Änderung des Querschnittes in Abhängigkeit von dem der Drehzahl proportionalen Unterdruck α

Die Änderung der Querschnitte der Kraftstoffdüse und/oder

des Lufttrichters kann sowohl von der Drehzahl her, bei··

spielsweise über entsprechende Zentrifugalregler, oder

aber » in bevorzugter Ausführungeform - durch den der Dreh·-« zahl proportionalen Unterdruck gesteuert werden. Hierzu

kann beispieleweise ein den freien Querschnitt der Kraftstoff*« f| düse nach Maßgabe des Unterdrucks änderndes Steuerglied vorge« sehen sein.

Ein solch·« Steuerglied ist in bevorzugter Ausbildung zwischen einer Stellung mit maximalem Düsenquerschnitt bei größter Drosselklappenöffnung und einer Stellung mit verschlossener Düse bei geschlossener Drosselklappe bewegbar.

Aufgrund dieser Ausbildung ist sichergestellt, daß bei ge» schlossener Drosselklappe, also beispielsweise beim plötzlichem Abbremsen, auch die Kraftstoffdüse verschlossen ist, so daß verhindert wird, daß Kraftstoff unzeitig nachströmt. Andererseits ist Gewähr dafür gegeben, daß bei vollständiger

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Öffnung der Drosselklappe der Düsenquerschnitt so i$ro"ß ist, daß die jeweilig maximale Leistung fies Motors erreicht werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführnngsform ist das Steuerglied eine Düsennadel, wobei diese/oder die Kraftstoffdüse konisch ausgebildet sind« Gegebenenfalls kann das jeweils andere Bauteil zylindrisch gestaltet sein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das Steuerglied ein oder mehr Kraftstoffkanäle auf, deren Uberdeckungsgrad mit der Düsenöffnung durch Verstellen des Stcuergliedes veränderbar ist. Hierbei handelt es sich also um eine .art. Drehschiebersteuerung. In weiterer Abwandlung der bevorzugten Ausführungsforui kann vorgesehen sein, daß die Kraftstoff düse mehrere, von dem Steuerglied nach Maßgabe dessen Verstellung geschlossene bzw« geöffnete Düsenbohrungen aufweist ο

Das Steuerglied ist mit Vorzug an ein elastisches Element angeschlossen, auf welches der eine elastische Verstellung erzeugende Unterdruck wirkt. Dieses elastische Element kann beispielsweise eine Membran sein, welche den Verschluß einer unter dem Unterdruck stehenden Kammer bildet. Diese liembran bewegt sich folglich entsprechend dem jeweils anstehenden Druck. Sie kann unmittelbar - Verbindung von Membran und Steuerglied - oder mittelbar- über ein Gestänge oder dergleichen - auf das Steuerglied wirken·

Gemäß einem weiteren Ausführuiigsbeispiel der Erfindung steht das Steuerglied unter Wirkung einer dem Ansaugdruck entgegenwirkenden, veränderbaren Vorlast, beispielsweise einer Feder. Mittels dieser Vorlast kann der Düsenquerschnitt entsprechend den Kenndaten des Motors auf einen

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maximalen Wert eingestellt"werden, so daß der Vergaser gemäß Erfindung bei jedem Fahr-zeugtyp ohne konstruktive Änderungen verwendet werden kann. Die bisher im Kräftstoffkanal zwischen Schwimmergehäuse und Mischrohr befindliche llauptdüse kann hier entfallen.

Bei den zuvor beschriebenen Äusführungsformen erfolgt lediglich eine Änderung des Düsenquerschnitts. Stattdessen oder in Kombination hiermit kann der freie Querschnitt des Lufttrichters durch mindestens ein gegenüber ihm bewegliches i Teil veränderbar sein. Diese Maßnahme dient insbesondere dazu, die Luftgeschwindiglceit konstant zu halten, was bei den bisher bekannten Vergasern praktisch unmöglich und der Grund dafür ist, daß sie nur in einem bestimmten Betriebsbereich eine optimale Gemischbildung ermöglichen.

Gemäß einer Ausführungsform dieses Grundgedankens besteht der Lufttrichter aus feinem ortsfesten, den Einlaufquerschnitt aufweisenden Oberteil mit innenseitig angeordneten Längsnuten, einenr demgegenüber drehbaren Mittelteil mit ähnlich gestalteten LängSnut-en und-einem ortsfesten, den Austrittsquerschnitt aufweisenden Unterteil, wobei die Uberdeckung der Längshuten von Ober- und.Mittelteil¹vom Unterdruck ge- I steuert wird.' Auch hierbei handelt es ' sich also um eine Art Drehschiebersteuerung. -■»-·'"

In' einer' weiterhin abgewandelten Äusführungsform kann das bewegliche Teil ein in deri- Lufttxichter einragendes, elastisches Element sein, welches unter Wirkung des Unterdrucks steht. Dieses elastische Element ist beispielsweise.ein in eine Ringnut des Lufttrichters, eingelegter.Schlauch, der mit einem Teil seines- Umfangs in den Lufttrichter hineinragt und dessen Innenraum unter Wirkung des Unterdrucks, steht. Der Durchmesser des Schlauches ändert sichfolglich nach Maßgabe des Unterdrucks.

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iJr.rc!i c ie E-findung wird die weitere Möglichkeit eröffnet, den Vox"gciser gleichzeitig für den Kaltstart auszulegen. Hierzu kann vorgesehen werden, daß der Quex*- schnitt der'Düse und/oder des Lufttrichters in Abhängigkeit von der* Umgebungs- oder der Hotortomperatur einstellbar ist. Die hierfür erforderlichen konstruktiven Mittel sind überraschend einfach und benötigen keinen nennenswerten Kostenaufwand. So kann beispielsweise das mit der Kraftstoffdüse zusnumonwirkende Steuerglied unter Wirkung eines von der Temperatur beeinflussten Stellgliedes stehen. Bei der zuvor geschilderten Ausführungsform, bei der das Steuerglied unter Vorlast zur Einstellung des maximalen Düsenquerschnitts steht, kann das Stellglied eine dieser Vorlast, entgegenwirkende Feder sein. Wird auch die Vorlast durch eine Feder gebildet, so weisen diese und die das Stellglied bildende Feder unterschiedliche Federkonstanten auf, die entsprechend den Erfordernissen beim Kaltstart ausgelegt worden. Da diese Federkoiistanten von der Temperatur abhängig sind 1 ergibt sich eine der Temperatüränderung folgende Verstellung des Steuergliedes.

In Verbindung mit einer der zuvor geschilderten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, daß die eine Feder zwischen der Membran und einer auf der Düsennadel geführten Scheibe, die andere Feder zwischen dieser Scheibe und einem Bund der Düsennadel angeordnet ist. Vorzugsweise ist dabei der Bund der Düsennadel zwischen zwei nbstandveränderlichen Anschlägen, welche die beiden lindstellungon der Düsennadel begrenzen, b ewe gb ar.

Dtirch diese vergleichsweise einfache Konstruktion ist es möglich, den Vergaser an die ,jeweiligen Kenndaten eines beliebigen Motors anzupassen, eine optimale Gemischbildung

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über den gesamten Betriebsbereich zu gewährleisten und einen Kaltstart sicherzustellen. Hierzu ist lediglich das Federpaar notwendig, welches einerseits während des Betriebs unter Wirkung des die Membran verstellenden Unterdrucks, andererseits unter Einfluß der Umgebungs« oder Motortemperatur für den Kaltstart steht und schließ-* lieh zwischen den beiden den Federhub begrenzenden An« schlagen, deren Stellung den Kenndaten des jeweiligen Motors angepasst ist, bewegbar ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann auch ein von der -

Temperatur beeinflußtes Stellglied vorgesehen sein, welches auf das den freien Querschnitt des Lufttrichters verändernde, bewegliche Teil wirkt.

Praktische Versuche haben ergeben, daß mit einigen der geschilderten Ausführungsformen beträchtliche Verbesserungen des Abgasdiagramms erhalten werden können. Die auftretenden Spitzen an unverbrannten Bestandteilen"werden insbesondere im unteren und mittleren Drehzahlbereich erheblich abgebaut , teilweise sogar beseitigt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevor* zugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung ο Hierbei zeigen:

Figur 1 Eine schematische Gesamtansicht eines Schwimmer·«

Vergasers j
Figur 2 die in Figur 1 schematisch gezeichnete Kraftstoff« düse in einer Ausführung der Erfindung, und zwar im

Axialschnitt;
Figur 3 eine abgewandelte Ausführungsform eines Steuer« gliedee in Form einer Düsennadel im Axialschnitt;

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Figur 4 eine weitere Ausführunrsform einer Düsennadel

im Axialschnitt:;
Figur 5 eine dritte Ausführungsform des Steuerrliedes

in F ο na einer Düsennadel ii-i Längsschnitt; Figur 6 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffdiisc

mit einer Düsennadel gemäß Figur 5J Figur 7 eine ander© ausführungsform des 5fceuer*;liode3 ii:

.vxialschnitt und iu Querschnitt; Figur u einen Querschnitt durch ein Uüseii^ehäuse lait Kr.lt-

start-Einrichtung;
Figur 9 einen Axialschnitt durch eine Aus führun&s f oria eines

querschnittsveränderlichen Luf ttxicliters i Figur 10 eine Draufsicht auf die Ausführuiigsform gemäß Figur 9;

Figur 11 eine weitere Ausführungsform eines querschnittsvercinderlichen Lufttrichters im Axieilschnitt und Figuren

12 bis Ik verschiedene Stellungen einer dritten Ausführungsform eines querschnittsveränderlichen Lufttrichters im

In Figur 1 ist in st ar κ schematisierter Darstellung ein Scliwiiiuiiervergaser wiedergegeben. Dor Kraftstoff gelangt vom Schwimmergehäuse 1 über die Kraftstoffleitung 2 in das Düsengehäuse 3i welches in der Misch.-airaaer h des Lufttrichters 5 in der Ansaugleitung 6 angeordnet ist. Das sich in der Mischkammer (ι bildende Kraftstoff-Luftgeiniscli gelangt über das Saugrohr 7» in welchem sich die Drosselklappe 8 befindet, in den Motor. Hinter der Drosselklappe 8 mündet in das Saugrohr 7 die einstellbare Leerlaufdüse 9· Die Anwendung der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf den in der Figur 1 schematisch dargestellten Fallstromvergaser riit nachgeschalteter Drosselklappe beschränkt.

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Xn Figur 2 ist das in Figur 1 nur sclicmatisch wiedergesebene Düsen^ohuuse mihci- .dargestellt· Das Gehäuse bestellt, aus ciiioiii Oberteil 11 und einem augeflanseilten Unterteil 12, Letzteres weist einen Düseniortsntz: l6 auf, in den an das Schvrir-iKiergehäuse angeschlossene Kanäle I? einmünden. Der iKiscnfortsatr. l6 Treistferner die in den Lufttriehter aus-· iiöe Uüsenbohrüng 15 auf.

In dein Cleliiiuseunt erteil 12 ist ein die Querschnitts veränderung dei* Düsenbolirunj- 15 in Abhängigkeit von einer i Deti-iebsgröße des Motors .-regulierende Steuerglied angeordnet. Beim wiedergegebehen Ausführungsbeispiel ist dieses Steuerglied eine Düsennadel Io, die an ein elastisches "Element_r beispielsweise in Form einer Membran I3 angeschlossen ist. Diese Membran 13verschließt eine vom Gehiiu.seoberteil 11 umschlossene Eannner, welche bei 10 an den vom Kotor während des Betriebs erzeugten Unterdruck angeschlossen ist. L·^^ Membran 13 führt folglich eine dem bei 10 anstehenden Unterdruck entsprechende Hubbewegung durch, die zu einer entsprechenden Verstellung der Düsennadel l8 führt* Je größer der Unterdrück, je größexalso die Drehzahl des Motors, um so größer irird der freie Querschnitt der Düsenbohrung 15. . ''

Um die beschriebene Kraftstoffdüse für jede Fahrzeugtype einsetzen zu können, muß diese Düse naturgemäß an die Leistung des jeweiligen Motors angepasst werden, d.h. diese Leistung muß bei einem bestimmten - maximalen Quex"-schuitt erreicht werden können. Zu diesem Zweck steht die Düsennadel .1.8 unter Wirkung einer Vorlast, beispielsweise in Gestali einer Feder 19, die zwischen der Membran 13 ' und- einem verstellbaren Bund 21 angeordnet ist. Die Verstellung des Bundes 21 erfolgt beispielsweise über eine

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von außen zugängliche Einstellschraube 20. Die Düsennadel ist somit zwischen zwei Einstellungen bewegbar, wobei in der einen Endstellung der freie Düsenquerschnitt so groß ist, daß die mr.3ciraale Leistung des i-ίοtors erreicht wird, während er in der anderen End-, stellung verschlossen ist. Diese Endstellung entspricht praktisch dem plötzlichen Schließen der Drosselklappe, 'so daß bei diesem i3etriebszustand kein Kraftstoff mehr nachfließen kann.

In Figur 3 ist eine andere jiusführungsf orm der Düsennadel in zwei verschiedenen Stellungen dargestellt. Die Düsennadel 30 weist eine konisch erweiterte Spitze auf. Sie ist mit ihrem zylindrischen T<:il 32 durch den Düsenkörper 33 lindurchgeführt. Die Düsenbohrung J¹I weist ein zylindrisches Teil und/sxch konisch nach außen erweiterndes Teil 35 auf. In der Stellungaweist die Düse ihren maximalen Querschnitt auf, während sie in der Stellung b durch die konische Spitze 3I der Nadel völlig verschlossen ist.

Eine ahnliche Ausführungsform zeigt Kigur 4, bei der eine über ihre gesamte Länge zylindrische Düsennadel 40 vorgesehen ist, die in den Düsenkörper 4l hineinragt. Der Düsenkörper hl weist eine Düsenbohimng '±2 auf, die sich aus einem konisch verengenden Einlaufabschnitt 43» einem zylindrischen liittelabschnitt 44 und einem sich konisch erweiternden Auslaufabschnitt 45 besteht. Je nach Stellung der Düsennadel 40 innerhalb des Einlaufabschnittes 43 ergibt sich ein wehr oder minder großei" freier Querschnitt der ÜÜsenbohrung k2. Befindet sich die Düsennadel ho im Bereich des zylindrischen Mittelabschnitts 44, so ist die Düsenbohrung praktisch verschlossen·

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In Figur 5 ist der Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform gezeigt. Auch hier ist wieder eine zylindrische Düsennadel 50 vorgesehen, die in den Düsenkörper 51 hineinragte Dieser Düsenkörper ist mit mehreren Radialbohrungen 52» die gegebenenfalls verschiedene Querschnitte aufweisen, versehen. Die Austrittsöffnungen dieser »Radialbohrungen 52 -werden von der Düsennadel 50 überfahren, so daß je nach Drehzahl bzw» Unterdruck mehr .oder weniger Radialbohrungen 52 freigegeben bzw» geschlossen sind. In Figur (S ist gezeigt, wie der in Figux 2 wieder gegebene Düsenfortsatz 16 mit der Düsenbohrung 15 durch den in ^"

Figur 5 dargestellten Düsenkörper 51 ersetzt ist. Desgleichen ist die in Figur 2 erkennbare Düsennadel 18 durch eine zylindrische Düsennadel 50 gemäß Figur 5 ausgetauscht. Im übrigen kann der Aufbau des Düsengehäuses dem gemäß Figur 2 entsprechen.

Figur 7 zeigt eine andere Ausführüngsform, bei der das Steuerglied 70 mit dem Düsenkörper 71 nach Art eines Drehschiebers zusammenwirkt. Das Steuerglied 70 ist zu diesem Zweck drehbar ausgebildet. Die Drehbewegung kann gleichfalls von einer Membran gemäß Figur 2 bzw. 6 über ein entsprechend gestaltetes Gestänge auf das Steuerglied 70 übertragen werden«, Das Stuer- J glied 70 weist beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel eine schräg zu seiner Achse verlaufende Bohrung72 auf. Das freie Ende des Steuergliedes 70 ist mit einem Bund 73 in einer Vertiefung 7^ des Düsenkörpers JI geführt. In dem Düsenkörper 71 ist die Düsenbohrung 75 exzentris.cn angeordnet _o Bei Änderung des Unterdrucks, also bei einer Änderung des Drehwinkels des Steuergliedes 70 ändert sich der Überdeckungsgrad zwischen der Bohrung 72 und der Düsenbohrung 75 j wie dies aus der rechten Darstellung in Figur 7 entnehmbar.ist.

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Die Erfindung und ihre zuvor geschilderten Ausführungs~ formen, bei denen also der Querschnitt der Kraftstoff« düse veränderbar ist, eröffnen gleichzeitig die Möglichkeit eine Einrichtung für den Kaltstart vorzusehen. In Figur 8 ist eine Ausführungsform einer Kaltstarteinrichtung dargestellt. Das Gehäuse der Kraftstoffdüse besteht wiederum aus einem Oberteil 77» welches eine Kammer umschließt, die von einer Membran 78 abgeschlossen ist. Im Gehäuseunterteil 8O ist ein Steuerglied in Form einer Düsennadel 8l verstell-, bar. Die Düsennadel wirkt mit der Bohrung in dem Düsenkörper 82 zusammen. Das Gehäuseunterteil 8O ist an das Schwimmerge« häuse angeschlossen*

Die Düsennadel 8l steht unter Wirkung einer Vorlast in Form einer Feder 83» die zwischen der Membran 78 und einer im Gehäuse festen Scheibe 8k angeordnet ist. In dieser Scheibe ist die Düsennadel 8l geführt. Zwischen dieser Scheibe 84 und einem Bund 85 der Düsennadel 8l ist eine weitere Feder angeordnet. Die Federn 83 und 86 weisen unterschiedliche Federkonetanten auf und sind der Umgebungs« oder der Motor·« temperatur ausgesetzt. Aufgrund dieser unterschiedlichen Federkonstanten führt das Federpaar ein der Temperatur pro« portionalen Hub aus, der sich in einer entsprechenden Wan« derung der Düsennadel 8l äußert.

Zur Einstellung des Gesamthubs der Düsennadel 8l dienen zwei Anschläge 87, deren Abstand veränderlich ist. Dabei wind mittels des einen Anschlages die maximale Düsenöffnung je nach Kraftfahrzeugtyp eingestellt. Zur Einstellung dient beispielsweise eine Spindel 88, die in der Scheibe 84 geführt ist. Mittels dieser Spindel 88 werden die beiden Anschläge

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87 in Bezug auf den Bund 85 auf der Düsennadel .8-1 verstellt.

Der Gesamthub der Düsennadel öl wird somit durch die Anschläge 87 bestimmt, während der jeweilige Betriebs» hub in Abhängigkeit vom Unterdruck durch die Membran 78 und in Abhängigkeit von der Temperatur durch das Federpaar 83, 86 gesteuert wird.

Während bei den zuvor beschriebenen Ausführungsforaaen die optimale Gemischbildung durch.eine Querschnittsveränderung der Kraftstoffdüse erreicht wird, kann dies auch durch eine Λ entsprechende Querschnitteveränderung des Lufttrichters geschehen. Gegebenenfalls können beide Arten von Querschnitts·· Veränderungen miteinander kombiniert werden.

In Figur 9 und 10 ist eine erste Ausführungsform für die Querschnittsveränderung des Lufttrichters dargestellt.

Der insgesamt mit $Q bezeichnete Lufttrichter entspricht in seiner inneren Formgebung herkömmlichen Konstruktionen.

In Abwandlung hiervon wird jedoch der freie Querschnitt des Lufttrichters durch mindestens ein gegenüber ihm be« wegliches Teil verändert, um eine konstante Geschwindig*» keit der angesaugten Luft im gesamten Drehzahlbereich de3 Motors zu erhalten. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform ™ ist zu diesem Zweck der Lufttrichter 90 in insgesamt drei Teile geteilt. Das Oberteil 91 ist ortsfest angeordnet und weist entlang Mantellinien verlaufende Nuten 94 auf. Das Mittelteil 9.2· ist demgegenüber beweglich, beim wiederge·* gebenen Ausführungsbeispiel drehbar. Auch dieses Mittel« teil 92 weist entlang Mantellinien laufende Nuten auf, die mit 95 bezeichnet sind. Die Nuten 94 und 95 besitzen dabei vorzugsweise gleiche Formgebung. Schließlich ist noch ein =■-Unterteil 93 vorgesehen, welches zusammen mit dem Oberteil 91 das drehbare Mittelteil 92 führt. Durch die Drehbewegung des Mittelteils 92 kann der Überdeckungsgrad der Nuten 94

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und 95 und damit der freie Querschnitt des Lufttrichters variiert werden,

'!ie Drehbewegung des Mittelteils 92 muß wiederum in Ab-

'iängigkeit von der Drehzahl oder einer dieser proportionalen jetriebsgröße, beispielsweise dem Unterdruck gesteuert werden. Zu diesem Zweck kann die in Figur 10 dargestellte Einrichtung dienen. Diese besteht wiederum aus zwei Kammern eines Gehäuses, die durch eine Membran 96 von einander getrennt sind. In der rechts der Membran 36 befindlichen Kammer steht bei 97 der Unterdruck an. Die Membran 96 steht ferner unter Wirkung einer Vorlast, beispielsweise in Gestalt einer Feder 98» die in der Unterdruckkammer angeordnet und einerseits der Membran 96, andererseits einem Stellbund 99 anliegt. Auf diesen Bund 99 wirkt eine Einstellschraube 100 zum Einstellen des Maximalquerschnittes je nach Motortyp. Die Hubbewegung der Membran 96 entsprechend dom bei 97 anstehenden Unterdruck wird über einen Stb'ssel 101 auf das drehbare Mittelteil 92 des Lufttrichters 90 übertragen, so daß dessen Drehbewegung proportional ist dem durch den Unterdruck bestimmten Hub der Membran 96.

In Figur 11 ist eine weitere, sehr einfache Ausführungsform zur Querschnittsänderung des Lufttrichters wiedergegeben» Der Lufttrichter 110 weist herkömmliche Formgebung auf. An der Innenseite des Lufttrichters ist eine itingnut 111 eingearbeitet, in die ein entsprechend ringförmig gebildeter Schlauch 112 mit elastischer Wandung eingelegt ist. Dieser Schlauch kann über eine nach außen gelahrte Kupplung unmittelbar an den vom Motor erzeugten Unterdruck angeschlossen sein, so daß sein Füllungs^rad dem jeweils vorhandenen Unterdruck

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entspricht. In Abwandlung dieser Ausführungsform können selbstverständlich anders gestaltete elastische Elemente zur Änderung des Querschnitts des Lufttrichters 110 vor» gesehen sein. ,

Bei der in den Figuren 12 bis lk wiedergegebenen Ausfuhr rungsform wird das bewegliche Teil zur Änderung des Quer*· schnittes des Lufttrichters unmittelbar von diesem gebildet, in dem dieser 120 in Richtung der Achse des Mischrohres beweglich ist.

In den Figuren 12, 13 und l4 sind drei mögliche Stellungen des beweglichen Lufttrichters 120 gegenüber dem feststehenden Mischrohr 121 dargestellt, in welcher der Kraftstoff gemäß Richtungspfeil 122 eintritt, ■

Die größte Luftgeschwindigkeit tritt, wie bekannt, an der eng« sten Stelle des Lufttrichters auf. Befindet sich das Mischrohr mit seinen Kanälen I23 in diesem Bereich, so entsteht ein Ge« misch mit maximalem Kraftstoffgehalt (Figur lk.). Je mehr das Miechrohrende mit seinen Kanälen 123 aus dem Bereich des eng« sten Lufttrichterquerschnitts herausgeführt wird, desto kraft« stoffärmer wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch, weil sich die Luf^geschwindigkeit analog zum Lufttrichterquerschnitt ändert. ( Figuren 12 und I3) Diese Wirkung wird in den gezeichneten möglichen Fällen dadurch erreicht, daß der Lufttrichter pro·· portional zu der Luftgeschwindigkeit seine Lage im Vergleich zu den Bohrungen (123) im Mischrohr verändert.

Um in sämtlichen Betriebsbereichen eine konstante, für die Bildung eine* idealen Brennstoff*>Luft gemische günstigste Luft geschwindigkeit zu erhalten, wird die Lage des Luft*· trichtere in Bezug auf die Lage der Bohrungen im Mischrohr verändert. Dieae Veränderung wird herbeigeführt durch Aue« nutzung de· Unterdrucke in der Ansaugleitung. '

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iSCi CiAS

Claims (1)

1. Pat ent ansprüche

   /lΛ Vergaser für Verbrennungsmotoren mit einer einen Luft-— trichter aufweisenden Ansaugleitung und einer im Lufttrichter angeordneten Kraftstoffdüse, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kraftstoffdüse (15,35,42,52,75) und / oder der freie Querschnitt des Lufttrichters (90,110, 120) in Abhängigkeit von der Drehzahl oder einer dieser proportionallen Betriebsgröße des Motors veränderlich ausgebildet ist.

   2. Vergaser nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Querschnitte der Kraftstoffdüse(15,35,42,52,75) und / oder des Lufttrichters (90,110,120) in Abhängigkeit vom Unterdruck (10,79, 97) erfolgt.

   3« Vergaser nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein den freien Querschnitt der Kraftstoffdüse (15,35,42,52,75) nach Maßgabe des Unterdrucks änderndes Steuerglied (l8, 31,40,50,70,81).

   4. Vergaser nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (l8,31,40,50,70,8l) zwischen einer Stellung mit maximalem Düsenquerschnitt (a) bei .größter Drosselklappenöffnung und einer Stellung mit verschlossener Düse (b) bei Drosselklappenschließung bewegbar ist.

   5. Vergaser nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied eine Düsennadel (l8,32,4O) ist und diese und / oder die Kraftstoffdüse (15,33,42) komisch ausgebildet sind, während das jeweils andere Teil gegebenenfalls zylindrisch gestaltet ist.

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   6. Vergaser nach Anspruch 3 und Ί, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (70) ein oder mehr Kraftstoffkanäle (72) aufweist, deren Überdeckungsgrad mit der Düsenöffnung (75) durch Verstellen des Steuergliedes veränderbar

   7. Vergaser nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff düse (51) mehrere von dem Steuerglied

   (50) nach Maßgabe dessen Verstellung geschlossene bzw. ' ^ geöffnete Düsenbohrungen (52) aufweist.

   8. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekenn- ^ zeichnet, daß das Steuerglied (l8,8l) an ein elastisches * Element (13,78) angeschlossen ist, auf welches der eine elastische Verstellung erzeugende Unterdruck (10,79) wirkt·

   9« Vergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element eine Membran (13,78) ist, die den Verschluß einer unter dem Ansaugdruck (10,79) stehenden Kammer (l4,77) bildet* . -- ■

   10. Vergaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (13»78,96) unmittelbar oder mittelbar auf das Steuerglied (18,81,92) wirkt.

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   11. Vergaser nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerglied (l8,8l) unter Wirkung einer dem Unterdruck (lO,79) entgegenwirkenden, veränderbaren Vorlast (19»83) zur Einstellung eine» von den Kenndaten des Motors abhängigen maximalen Düsenquerschnitts steht.

   12. Vergaser nach Anspruch 1 und 2, gegebenenfalls in Kombination mit den Ansprüchen 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt des Lufttrichters (90,110,120

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   zur Konstanthaltung der Luftgeschwindigkeit durch mindestens ein gegenüber dem Lufttrichter bewegliches Teil (92, 112, 120) veränderbar ist.

   "3. Vergaser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufttrichter (90) aus einem ortsfesten, den Einlauf« querschnitt aufweisenden Oberteil (9I) mit innenseitig angeordneten Längsnuten (9^)» einem demgegenüber drehba·« ren Mittelteil (92) mit ähnlich gestalteten Längsnuten(95) und einem ortsfesten, den Austrittsquerschnitt aufweisen« den Unterteil (93) besteht, wobei die Überdeckung der Längsnuten von Ober« und Mittelteil vom Unterdruck (97) gesteuert wird.

   lk. Vergaser nach Anspruch 12 und I3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil der Lufttrichter (120) selbst ist, der in Richtung der Längsachse des Mischrohre (121) über den Bereich, in dem sich dessen Querschnitt bis zum engsten Querschnitt verändert, verstellbar geführt ist.

   15· Vergaser nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil ein in den Lufttrichter (110) einra« gendes elastisches Element (112) ist, das unter Wirkung des Unterdrucks steht.

   16. Vergaser nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element ein in eine Ringnut- (111) des Lufttrichters (110) eingelegter Schlauch (112) ist, der mit einem Teil seines Umfange in den Lufttrichter hinein·« ragt und unter Wirkung des Unterdrucks steht.

   17. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis l6, dadruch g·»· kennzeichnet, daß der Querschnitt der Düse (82) und/oder des Lufttrichters (90,110,120) in Abhängigkeit von der Umgebung»·· oder Motortemperatur einstellbar ist.

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   ΐβ. Vergaser nach «inen der Ansprüche 2 bis 11 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (8l) unter Wirkung eines von der Temperatur beeinflußten Stellgliedes (83,86/ steht.

   19. Vergaser nach Anspruch 11 und l8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (86) eine der Vorlast (86) des Steuergliedes (8l) entgegenwirkende Feder ist.

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   20. Vergaser nach Anspruch 19t dadurch gekennzeichnet, daß eine die Vorlast bildende Feder (83) und die dieser entgegenwirkende Feder (86) unterschiedliche Federkonstanten M aufweisen.

   21. Vergaser nach Anspruch 9 bis 11 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Feder (83) zwischen dor Membran (7&) und einer auf der Düsennadel (81) geführten Scheibe (8A), die andere Feder (86) zwischen dieser Scheibe und einem Bund(85) der Düsennadel angeordnet ist.

   22. Vergaser nach Anspruch k und 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (85) der Düsennadel (8l) zwischen zwei abstandsveränderlichen Anschlügen (87), welche die beiden Endstellungen der Düsennadel begrenzen, bewegbar ist.

   23. Vergaser nach einem der Ansprüche 12 bis 17, gekennzeichnet durch ein von der Temperatur beeinflußtes, Stellglied, welches auf des den freien Querschnitt des Lufttrichters (90,110,120) verändernde, bewegliche Teil (92,112,121) wirkt. ■■■■■'■'■■ "' ■■■'.".'"

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