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Einrichtung zur elektrostatischen Kraftstofivernebelung Zusatz zu
Patent . ... ... (Patentanmeldung P 24 ol o47.7) Das I-Iauptpatent . ... ... (Patentanmeldung
P 24 ol o47.7) hat eine Einrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kraftstoffgemisches
für eine gemischansaugende Verbrennungskraftmaschine zum Gegenstand, mit einem von
der angesaugten Luft durchströmten mit wenigstens einer in den Luftleitkanal mündenden
Icraftstoffdüae versehenen Kraftstoffzerstäuber und mit auf unterschiedliche elektrische
Potentiale gelegten im Strömungsweg des Gemisches angeordneten Flächen, wobei im
Kraftstoffzerstäuber im Abstand vor Jeder Kraftstoffdüse eine gegenüber der oder
den Kraftstoffdüsen des Zerstäubers elektrisch isoliert angebrachte vorzugsweise
strömungsdurchlässige Elektrode angeordnet ist und wobei die Potenialdifferenz zwischen
der oder den Elektrode(n) einerseits und den Kraftstoffdüsen anererseits angelegt.
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ist.
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Diese Anordnung wurde gemäß dem Hauptpatent zur Verbesserung der Gemischqualität
gewählt. Bei ausreichend hoher Feldstärke wird nämlich bei vorgegebener Tröpfchengröfle
ein Punkt erreicht sein, bei dem die zertrennend wirkenden elektrostatischen Kräfte
gegenüber den zusammenhaltenden Kräften aufgrund der Oberflächenspannung úberwiegen;
dann zerfällt das Tröpfchen in wenigstens zwei kleinere Tröpfchen, bei denen dann
aufgrund der geringeren Tröpichendurchmesser die zusammenhaltenden Kräfte aufgrund
der Oberflächenspannung gegenüber den elektrostatischen I;räf -ten wieder überwiegen.
Beim Durchströnen eines Luft/Kraftstoffgemisches durch das elektrostatische Feld
wird also die Tröpfchengröße verringert und so das Gemisch verbessetzt. Aufgrund
der geringeren Tröpfchengröße verdampfsxn und verbrennen diese schneller und die
Verbrennung eines solchen Gemisches ergibt eine bessere Kraftstoffausnutzung und
bessere Abgase. Gemaß der Lehrc des SIauptpatentes sind die beiden tröpfchenerzeugenden
£rscheinungen, nämlich Luftstrom und elektrostatisches Feld am Entstehungsort der
Kraftstofftröpfchen funktionell parallel nebeneinander angeordnet. Beide Einflüsse
sind unabhängig voneinander veränderbar und es kann dementsprechend auf das Elischungsverhältnis
des Gemisches auf unterschiedliche Weise Einfluß genommen werden. Nämlich zum einen
durch die Größe des Saugluftstromes und zum anderen unabhängig vom ersteren durch
das elektrostatische Feld.
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Es ist in dem Hauptpatent schon darauf hingewiesen worden, daß durch
die Feldstärke, d.h. durch Veränderung eines Potentiometerabgriffes die Größe des
Luft/Kraftstoffverhältnisses beeinflußt werden kann, und zwar unabhängig von der
Größe
des Luftstromes, so daß hier in einfacher Weise die Gemischfettigkeit in allen möglichen
Betriebszuständen, insbesondere auch beim otorstart optimiert werden kann, ohne
daß dafür komplizierte Anreicherungs- oder Abmagerungseinrichtungen an den Venturivergasern
vorgesehen werden müßten.
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Nun ist - solange die strengen Abgasbestimmungen noch nicht in Kraft
sind - der Entwicklwigsstand der herkömmlichen Venturi-Vergaser so hoch, daß er
weitgehend zufriedenstellende ,ergebnisse erbringt. Jedoch ist er aufgrund dieser
Entwicklung auch recht kompliziert. Aufgabe der Erfindung ist es, dazu beizutragen,
daß herkömmliche Venturi-Vergaser vereinrecht werden können und dennoch ihren Anforderungen
möglichst noch besser als bisher entsprechen können.
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Diese Aufgabe wird gemäß dem vorliegenden zusutzlichen Erfindungsgedanken
dadurch erfüllt, daß der Kraftstoffzerstäuber gemäß dem Ilauptpatent funktionell
parallel zu einem anderen Kraftstoffzerstäuber an der Verbrennungskraftmaschine
angeordnet dd mit Luftabsperrklappen und/oder Kraftstoffabsperrventilen versehen
ist, derart, daß er wahlweise zusatzlich zum anderen oder an dessen Stelle eingeschaltet
oder aber wirkungslos gemacht werden kann. Erfindungsgemäß wird also ein elektrostatischer
Vergaser zusätzlich zu einem Venturi-Vcrgaser vorgesehen. Hierbei kommt dem Venturi-Vergaser
die Hauptfunktion und dem elektrostatischen Vergaser eine Hilfsfunktion zu. Gedacht
ist dabei in erster Linie an eine Verbesserung der Gemischaufbereitung beim Motorstart
und eine Vereinfachung des Venturi-Vergasers hinsichtlich seiner Startcinrichtungen
(wegfall der Startordüse).
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Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
im folgenden näher erlautert; dabei zeigt die Figur den Querschnitt durch die beiden
besonders einfach ausgebildeten erfindungsgemäß angeordneten Benzinzerstäuber und
ihre Zuordnung zu einem Verbrennungsmotor.
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In der Figur ist eine Verbrennungskraftmaschine 1 teilweise dargestellt
mit Kolben 2, Arbeitsraum 3, Zylinderkopf 4, Ansaugrohr 5 und Auspuffrohr 6. Zu
dem Motor 1 gehört eine Xraftstoffzerstäubereinrichtung 7. Diese weist ein Paar
von jeweils mit einem die Strömungsgeschwindigkeit erhöhenden Einsatz 8 bzw. mit
einer Rohrverengung 8' versehenen Hauptrohren 9 bzw. 9' auf, in denen jeweils koaxial
ein sogenannter Vergaserstock lo bzw. lo' angeordnet ist. Die Vergaserstöcke sind
von der Schwimmerkammer 13 aus (Schwimmer 14, Schwimmerventil 15) über die Leitung
11 und die Düse 12 mit Benzin versorgt, das über jeweils einen Kranz von radial
angeordneten Zerstäuberdüsen i6 in die Zerstäuberzone eintreten kann.
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Der Einsatz 8 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus elektrisch
gut isolierendem Kunststoff ausgebildet und mit im Querschnitt strömungsgünstig
gestalteten Armen 17 versehen. Die Arme tragen einen kegelförmigen weitmaschigen
Korb 18 aus einem Geflecht oder einem Gewebe dünner metallischer Drähte. Über das
Innere eines Armes ist ein mit einer Abschirmung 19 versehener metallischer elektrisch
leitend mit dem Korb verbundener Leiter 20 aus dem Innern des Rohres 9 herausgeführt.
Der Korb ist konzentrisch zu dem Düsenkranz 16 angeordnet und die Kegelspitze weist
der Strömungsrichtung (Pfeile 21) entgegen. Auf der Außenseite des
Einsatzes
8 sind Zapfen 22 angeordnet, die ihn in der Rohrwandung festhalten.
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In der Zerstäubereinrichtung 7 und zwar in der Teileinrichtung 7a
ist noch - wie üblich - eine im Hauptrohr 9' angeordnete, mittels dem liebe 24 verschwenkbare
Drosselklappe 25 vorgesehen. Durch eine mit einem Hebel 40 versehene Schwenkklappe
41 an der Vereinigungsstelle der beiden Hauptrohre 9 bzw. 9' kann wahlweise die
eine oder die andere der beiden Teilzerstäubereinrichtungen 7a und 7b oder beide
gemeinsam an die anschließende Saugleitung 5 und somit an den Motor l angeschlossen
werden. Die die Vergaserstöcke io und to' mit Benzin versorgende Schwimmerkammer
13 wird von der aus dem Tank 26 ansaugenden Benzinpumpe 27 über das Nadelventil
15 mit Kraftstoff aufgefüllt. Bei Nadelventil-Schluß fließt die Förderung der Benzinpumpe
27 über die Drossel 38 in den Tank oder den Ansaugstutzen der Pumpe zurück.
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Die Hauptrohre 9 bzw. 9' sind elektrisch leitend mit den übrigen metallischen
Teilen der Zerstäubereinrichtung 7, insbesondere mit der Schwimmerkammer 13 und
den Düsen 16 verbunden. Die Metallteile der Zerstäubereinrichtung 7 und des Motors
1 sind über die Nasseleitung 28 an die elektrisch leitende Masse 29 des Fahrzeuges,
d.h. auf das elektrostatische Potential Null gelegt. Zwischen der Masseleitung und
der Ladeleitung.30 sind ein Ohm'scher Widerstand 31 und ein Kondensator 33 sehr
hoher Durchschlagspannung und hoher Kapazität einander parallelgeschaltet; der Kondensator
dient als iiochspannungsquelle. Er wird über die Ladeleitung 30 von einem nicht
dargestellten Stoßgenerator, der z.B. ähnlich wie für die Gemischzündung erforderlich,
Spannungsetöße hoher
Spannung erzeugt, stoßweise aufgeladen bzw.
geladen gehalten. Der Widerstand 32 in der Leitung 20 dient der Begrenzung des aus
dem Kondensator 33 abfließenden Stromes auf so geringe vierte daß mit Sicherheit
die Bildung eines Zündfunkens in der Zerstäubereinrichtung vermieden wird.
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Der Widerstand 31 dient der Potentialeinstellung bzw. dem festen Potentialabgriff
für verschiedene Stellen innerhalb der Anlage.
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In der Zerstäubereinrichtung 7 sind zwei Einzel zerstäubereinrichtungen
7a bzw. 7b unterschiedlichen Wirkungsprinzips nebeneinander angeordnet. Die eine,
die linke arbeitet aufgrund hoher Relativgeschwindigkeiten zwischen Luftstrom und
Benzinaustrittsdüse (sogenannter Venturi-Vergaser 7a) und die andere, die rechte
Einrichtung arbeitet aufgrund der elektrostatisch bewirkten Reduzierung der Oberflac11enspannung
des Kraftstoffes und eines dadurch bewirkten Tröpfchen zerfalles (elektrostatischer
Vernebler 7b). Der elektrostatische Vernebler 7b ist hinsichtlich Gemischqualität
(Tröpfchenfeinheit) und hinsichtlich des Luft/Kraftsto£fverhältnisses von der Strömungsgeschwindigkeit
unabhängig; das Vernebelungsergebnis kann vielmehr am Potentiometer 31 eingestellt
werden. Aus diesem Grunde kann der elektrostatische Vernebler dann alternativ oder
zusätzlich zum Venturivergaser 7a eingesetzt werden, wenn Gemischqualität und/oder
Luft/ Kraftstoffverhältnis aufgrund vorgegebener Strömungsgeschwindigkeit hinsichtlich
des jeweiligen Betriebszustandes durch den Venturi-Vergaser nicht optimal gebildet
werden können.