DE2631681A1

DE2631681A1 - Anordnung zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine mit zwei kraftstoffen

Info

Publication number: DE2631681A1
Application number: DE19762631681
Authority: DE
Inventors: Delbert L Overton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1977-02-03
Also published as: ES449788A1; FR2318317B1; IL50004A0; GB1554442A; US4019477A; IL50004A; CA1046363A; AU500979B2; AU1570676A; SE7608043L; IT1066362B; FR2318317A1; JPS5213033A

Description

mit zwei Kraftstoffen

Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen bzw. Verbrennungsmotoren und betrifft insbesondere selbstansaugende, d.h. nicht aufgeladene Verbrennungsmotoren,die normalerweise mit Benzin betrieben werden, sich jedoch unter bestimmten Belastungsbedingungen mit einem anderen Kraftstoff betreiben lassen.

Auf dem Gebiet der Kraftstoffversorgungseinrichtungen für Verbrennungsmotoren sind bereits zahlreiche Vorschläge gemacht worden. Hierbei wurden verschiedene Verfahren und Anordnungen vorgeschlagen, die es ermöglichen sollen, den Verbrennungszylindern außer Benzin zusätzlich zu einem Benzin-Luft-Gemisch noch andere Kraftstoff zuzuführen_e In der US-PS 2 675 788 ist .eine Einrichtung zum Einspritzen einer Flüssigkeit beschrieben, die es ermöglichen soll, Alkohol in den Vergaser oder die Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors einzuführen. Ferner wurden bereits Vorrichtungen zum Einspritzen von Wasser vorgeschlagen«, Zu den weiteren US-PSen, die in Beziehung zum Gegenstand der Erfindung stehen, gehören die folgenden: 2 474 Ο83, 2 482 102, 2 553 863, 2 554 612, 2 675 788 und 2 676 577·

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Bekanntlich werden die fossilen Kraftstoffe auf Erdölbasis zunehmend knapper und teurer· Außerdem führt ihre Verbrennung zur Verschmutzung der Atmosphäre. Im Gegensatz hierzu sind andere Kraftstoffe, z.B. Alkohol, leicht in großen Mengen zu beschaffen, doch sind diese bis Jetzt immer noch etwas teurer als beispielsweise Benzin. Im Vergleich zu Benzin führt die Verwendung von Alkohol als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren zu einer geringeren Luftverschmutzung. Außerdem ist es erwünscht, Verbrennungsmotoren bei zweckmäßigeren Verdichtungsverhältnissen, niedrigeren Drehzahlen und ohne Aufladung betreiben zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Versorgen von Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffen zu schaffen, bei der diese Forderungen berücksichtigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung eine Anordnung geschaffen worden, die in einer typischen Ausführungsform eine

bzw. Vergasen
Einrichtung zum Verdampfen/von Alkohol oder eines anderen leicht zu beschaffenden und sauber verbrennenden Kraftstoffs aufweist, die mit der normalerweise zum Verdampfen/von isenzin dienenden Einrichtung eines Verbrennungsmotors parallel geschaltet und so eingerichtet ist, daß sie es ermöglicht, dem Verbrennungsmotor beim Betrieb im Leerlauf bzw. unter geringer Last einen erheblichen Teil des benötigten Kraftstoff-Luft-Gemisches zuzuführen, wobei für den Betrieb unter hoher Last zur Ergänzung größere Kraftstoffmengen von der Einrichtung zum Vergasen von Benzin und zum Beimischen von Luft aus zugeführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Verbrennungsmotor in Verbindung mit einer typischen Ausführungsform der Erfindung.

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Zu dem dargestellten Verbrennungsmotor 11 gehört eine Ansaugleitung 12, der ein benzinhaltiges Kraftstoff-Luft-Gemisch von einem Vergaser 13 aus zugeführt wird, der eine Drosselklappe 14 aufweist, damit sich die Zufuhr des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu der Ansaugleitung 12 regeln läßt«, Der Vergaser 13 wird im folgenden auch als Hauptvergaser bezeichnet, da es sich hierbei um den Vergaser handeln kann, mit dem Verbrennungsmotoren für benzinbetriebene Kraftfahrzeuge zum Gebrauch in den Vereinigten Staaten von Amerika und in anderen Ländern serienmäßig ausgerüstet werden· Die Drosselklappe 14 wird in der üblichen Weise über ein mit einem Gaspedal 15 im Fahrzeug gekuppeltes Gestänge gesteuert«

Bei einer typischen Ausführungsform der Erfindung ist an die Ansaugleitung 12 ein zweiter Vergaser 16 angeschlossen? zwar zeigt die Zeichnung eine Rohrleitung 17 zwischen der Drosselklappe 18 des zweiten Vergasers und der Ansaugleitung 12, doch könnte der zweite Vergaser in der Praxis auch unmittelbar auf der Ansaugleitung oder sogar neben dem Hauptvergaser angeordnet sein; alternativ könnten die beiden Vergaser I3 und 16 funktionell zu einem einzigen Aggregat vereinigt sein. Im vorliegenden Fall wird jedoch dem zweiten Vergaser 16 als Kraftstoff Alkohol von einem Behälter I9 aus zugeführt, während der Hauptvergaser 13 von einem Benzinbehälter 21 gespeist wird.

Oberhalb der Drosselklappe 14 des Hauptvergasers I3 ist ein Unterdruck-Regelanschluß 22 für den Verteiler angeordnet, der über eine Unterdruckleitung 23 mit einer unterdruckbetätigten mechanischen Einrichtung 24 verbunden ist, zu der eine aus ihr herausragende, in Richtung ihrer Achse bewegbare Steuerstange 26 gehört, die mit einem Arm 27 zum Steuern der Drosselklappe des zweiten Vergasers 16 gekuppelt ist. Die unterdruckbetätigte Einrichtung 24 kann eine Membran aufweisen, die bewirkt, daß bei hohem Unterdruck, d.h. bei niedrigem Überdruck in der Unterdruckleitung 23 der Arm 27 in Richtung des Pfeils 28 nach oben gezogen wird, um die Drosselklappe 18 zu öffnen. Dieser Betriebszu-

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stand ist normalerweise beim Betrieb des Motors mit geringer Last gegeben. Unter diesen Umständen ist die Drosselklappe leides Hauptvergasers 13 nahezu geschlossen. Da bei der Leerlaufstellung eines Vergasers bekannter Art die Unterdruck-Steueröffnung 22 beim Leerlaufbetrieb nicht mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, ist dem Arm 27 zum Steuern der Drosselklappe 18 des zweiten Vergasers 16 eine Anschlagschraube zugeordnet, so daß die Drosselklappe 18 hinreichend geöffnet bleibt, um ein Leerlaufgemisch selbst dann abzugeben, wenn die Drosselklappe 14 des Hauptvergasers 13 geschlossen und die öffnung 22 nicht mit einem Unterdruck beaufschlagt ist. Zwar weist die unterdruckbetätigte mechanische Einrichtung 24 eine Rückstellfeder 3I auf, die der Drosselklappen-Öffnungswirkung eines zunehmenden Unterdrucks entgegenwirkt, doch ist diese Feder so angeordnet, daß ihre Vorspannkraft im Sinne des Schließens der Drosselklappe erst zur Wirkung kommt, wenn die Steuerstange 26 etwa 25$ ihrer vollen Hubstrecke in Richtung auf die Stellung zurückgelegt hat, bei der die Hilfsdrosselklappe 18 geöffnet wird. Diese Tatsache ist in der Zeichnung durch die Lücke 32 zwischen dem unteren Ende der Druckfeder 3I und einem an der Steuerstange 26 befestigten Plansch 33 veranschaulicht.

Da bei den meisten Betriebsbedingungen der Unterdruck in der Leitung 23 verhältnismäßig hoch ist, liefert der Vergaser 16 einen erheblichen Teil des gesamten Kraftstoff-Luft-Gemisches, das der Motor benötigt, d.h. die Drosselklappe 18 wird um so weiter geöffnet, je höher der Unterdruck ist. Bei einem Unterdruck von etwa 305 mm QS in der Leitung 23 ist die Drosselklappe 18 des Hilfsvergasers 16 maximal geöffnet. Bei einem Unterdruck von weniger als etwa 76 mm QS wird die Drosselklappe 18 des Vergasers so weit geschlossen, wie es die Anschlagschraube zuläßtβ Je nach der Betriebscharakteristik des betreffenden Motors kann man die Anordnung so einstellen, daß die Drosselklappe 18 des Hilfsvergasers 16 jeweils bei einem Unterdruck zwischen etwa 178 und etwa 305 mm QS weit geöffnet wird.

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Da der Verteiler des Motors in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ansaugleitung bei den üblichen Verbrennungsmotoren verstellt werden muß, folgt der Unterdruck an der Steueröffnung des Vergasers, d.ho im vorliegenden Fall an der öffnung 22, nicht unmittelbar dem Unterdruck in der Ansaugleitung, d.h. er ist anfänglich bei geringen Öffnungswinkeln der Drosselklappe etwas niedriger. Daher kann es je nach dem verwendeten Vergaser erforderlich sein, die Rückstellfeder der Unterdruck-Steuereinrichtung 24 für den Hilfsvergaser 16 in einem gewissen Ausmaß zu verstellen, wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, könnte man anstelle des Hilfsvergasers 16 auch verschiedene andere Arten von Zerstäubungs- oder Verdampfungseinrichtungen verwenden. Ferner wäre es möglich, solche Einrichtungen in Verbindung mit einer anderen Einrichtung anstelle eines Vergasers zum Erzeugen eines Benzin-Luft-Gemisches zu benutzen, wenn man eine entsprechende Einrichtung vorsieht, die den Hilfsvergaser in Abhängigkeit von der Belastung des Motors steuert. Auch die Verwendung von anderen Hilfskraftstoffen als Alkohol ist möglich. Beispielsweise könnte man Benzol verwenden. Schließlich könnte der Hilfsvergaser verschiedene Kraftstoffkombinationen verarbeiten, von denen ein Gemisch aus Alkohol und Wasser als Beispiel genannt sei.

Ansprüche; 609885/035S

Claims

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ANSPRÜCHE

l1. J Anordnung zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem zusätzlichen Kraftstoff, 'gekennz eichnet durch eine Hilfseinrichtung (16) zum Mischendes zusätzlichen Kraftstoffs mit/ eine mit der Hand betätigbare Einrichtung zum Betätigen eines Drosselventils und eine mit der Mischeinrichtung und der manuell zu betätigenden Einrichtung zum Betätigen des Drosselventils verbundene Einrichtung zum Regeln der Zufuhr des Kraftstoffs durch

Kraftdie Hilfseinrichtung, die es -ermöglicht, die Zufuhr des zusätzlichen/ Stoffs von der Hilfseinrichtung aus in Abhängigkeit davon zu verringern, daß die mit der Hand betätigbare Einrichtung zum Betätigen des Drosselventils in einer Richtung bewegt wird, die einer höheren Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine entspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es

zusätzlichen der sich bei der Hilfseinrichtung zum Mischen des /Kraftstoff und/Luft um einen Vergaser (16) mit einem Auslaß (17) für ein Kraftstoff-Luft-Gemisch handelt, und daß zu der Einrichtung zum Steuern der Zufuhr von Kraftstoff von der Hilfseinrichtung aus ein Drosselventil (18) in dem genannten Auslaß und ein unterdruckbetätigter Regler (24) gehören, wobei dieser Regler mit dem Drosselventil und einer modifizierten Quelle (23) für den in der Ansaugleitung (12) herrschenden Unterdruck gekuppelt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der modifizierten Quelle (23) für den in der Ansaugleitung (12) herrschenden unterdruck eine Vergaser-Unterdrucköffnung (22) gehört, mit der ein Vergaser (13) zum Mischen von Benzin'und Luft versehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Vergaser (I3) zum Mischen von Benzin und Luft ein Auslaß mit

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einem darin angeordneten Drosselventil (14) gehört, daß eine Ansaugleitung (12) einer Verbrennungskraftmaschine (11) vorhanden ist, und daß die für die Kraftstoff-Luft-Gemische vorhandenen Auslässe der beiden Vergaser (1J, 16) unabhängig voneinander an die Ansaugleitung angeschlossen sind·

5. Verbrennungskraftmaschine, bei der ein Benzin -Luft-Gemisch einer Ansaugleitung von einem ersten Vergaser aus zugeführt wird, zu dem ein erstes Drosselventil zum Regeln der Zufuhr des Benzin-Luft-Gemisches zur Ansaugleitung gehört, gekennzeichnet durch einen Hilfsvergaser (ΐβ) zum Mischen von Alkohol und Luft, der einen Gemischauslaß (17) mit einem zweiten Drosselventil (18) zum Regeln der Zufuhr eines Alkohol-Luft-Gemisches zu der Ansaugleitung (12) aufweist.

6. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfs-Drosselventil-Steuereinrichtung vorhanden ist, zu der eine mittels Unterdruck betätigbare mechanische Einrichtung (24) gehört, bei der ein Betätigungsglied (26) vorhanden ist, das mit dem zweiten Drosselventil (18) gekuppelt ist, und die eine Unterdruck-Betätigungseinrichtung (23) aufweist, welche an eine dem ersten Drosselventil (14) benachbarte Unterdruckquelle (22) angeschlossen ist, und daß die genannte Einrichtung auf eine Zunahme des Unterdrucks an der Quelle anspricht, um den Öffnungsgrad des zweiten Drosselventils zu vergrößern.

7. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine dem zweiten Drosselventil (18) zugeordnete HilfsDrosselventil-Rückstelleinrichtung (51), die das zweite Drosselventil in Richtung auf seine Schließstellung vorspannt.

8. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drosselventil (18) aus einer Leerlaufstellung in eine weit geöffnete Stellung bringbar ist, und

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daß die Rüclcstelleinrichtung (31) nicht geeignet ist, auf das zweite Drosselventil während einer Anfangsperiode zu wirken, während welcher das zweite Drosselventil aus seiner Leerlaufstellung in Richtung auf seine/il&rfnete Stellung bewegt wird.

9. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Unterdruck betätigbare mechanische Einrichtung (29) betätigbar ist, um das zweite Drosselventil (18) aus der Leerlaufstellung, die es in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines Unterdrücke von weniger als etwa 76 mm QS an der Quelle (22) einnimmt, in Abhängigkeit vom Auftreten eines Unterärucks von mehr als etwa 178 mm QS an der Quelle in seine weit geöffnete Stellung zu bewegen.

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