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Vergaser für Brennkraftmaschinen Es gibt bereits Vergaser für Brennkraft-Inaschinen,
bei denen die unter Druck gespeiste Brennstoffeinspritzdüse in einen dem in der
Luftansatigeleitung herrschendenUnterdruck entzogenen Raum mündet und zwischen der
Brennstoffpumpe und der Einspritzdüse ein Brennstoff druckregler angeordnet ist,
dessen Membran von einer einstellbaren Feder belastet ist.
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Bei den bekannten Vergasern dieser Bauart erfolgt die Steuerung der
Abgabeleistung der Einspritzdüse hauptsächlich durch Änderung der Düsenaustrittsöffnung
mittels eines mit der Drosselklappe verbundenen Nadelventils, und die Einstellung
der Federspannung des Druckreglers und folglich des Förderdruckes der Brennstoffzuleitung
zur Einspritzdüse ist nur nebenbei dazu bestimmt, diesen Förderdruck gegebenenfalls
selbsttätig g e Wissen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine anzupassen, so
daß der Brennstoffgehalt des Gemisches, das der Brennkraftmaschine unabhängig von
der von dieser angesaugten Luftmenge zugeführt wird, nur eine unwesentliche Berichtigung
erfährt. Nun ist die genaue Einstellung der Austrittsöffnung der Einspritzdüse mittels
eines beweglichen Nadelventils in der Praxis äußerst schwierig unter zufriedenstellenden
Bedingungen zu erzielen. Die Brennstoffabgabemenge ist nämlich dem Durchlaßquerschnitt
verhältnisgleich, und die unvermeidlichen Spiele in der das Nadelventil betätigenden
Kraftübertragung werden somit einen empfindlichen Einfluß auf die ` Abgabemenge
haben. Ferner muß das bewegliche Nadelventil unbedingt eine Stopfbüchse aufweisen,
und da die Ventilnadel im Brennstoff selbst arbeitet, ist ihre Schmierung unmöglich.
Die erwünschte Dichtheit wird mithin nicht lange aufrechterhalten werden können,
wenn man ein Festklemmen vermeiden will.
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Alle diese Nachteile sind erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß das
Drosselgestänge über die Welle der Gemischdrossel und ein zwischen diese Welle und
die Feder des Reglers geschaltetes Getriebe derart auf die Feder einwirkt, daß diese
mit zunehmender Eröffnung der Gemischdrossel mehr und mehr zusammengedrückt wird,
während die Einspritzdüse gleichbleibenden Austrittsquerschnitt beibehält.
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Bei dieser Bauart entfällt jegliches Nadelventil, und die Regelung
der Abgabeleistung der Einspritzdüse wird lediglich durch Änderung des Einspritzdruckes
erzielt. Eine derartige
Regelung geht viel sanfter vor sich und
ist für etwaige Spiele in der Steuerung weniger empfindlich, -#veil die Abgabemenge
nur der Ouadratwurzel des Brennstofförderdruckes verhältnisgleich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung weist das Getriebe
zwischen der Welle der Gemischdrossel und der Feder des Brennstoffdruckreglers einen
. Nocken und zweckmäßig einen einstellbaren Anschlag auf.
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Um das Anspringen und das Schalten der Maschine bei kaltem Wetter
zu begünstigen, ist es vorteilhaft, ein zusätzliches Steuerglied vorzusehen, das
die Gemischdrossel in einer etwas weiter geöffneten Stellung als der normalen Langsamfahrtstellung
festzuhalten gestattet.
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Auf der Zeichnung stellen dar: Fig. i einen Schnitt eines erfindungsgemäßen
Vergasers mit Einspritzung unter Druck, Fig. 2 eine Startvorrichtung, die auf diesem
Vergaser benutzt werden kann, Fig.3 einen erfindungsgemäßen Vergaser mit einer abweichenden
mechanischen Verbindung zwischen denn Schließorgan und dem beweglichen Organ des
Druckentspannungsreglers.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Vergaser mit
Einspritzung unter veränderlichem Druck einen Körper i von "allgemeiner zylindrischer
Form mit der Achse X-X. Dieser Körper i mündet an seinem einen Ende bei 2
in die Atmosphäre. Sein anderes Ende enthält einen Flansch 3 oder irgendein anderes
Mittel zum Anschluß an die Einströmsammelleitung des Motors.
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In diesem rohrförmigen Körper i ist auf der Seite des Flansches 3
eine Drosselklappe 4 oder irgendein anderes Verschlußorgan vorgesehen, das um eine
Achse 5 schwenkbar ist. Diese-- Drosselklappe d. ist bei 6 mit einer Kerbe und einem
Loch versehen.
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Oberhalb dieser Drosselklappe :4 (in bezug auf die Strömungsrichtung
der in der Atmosphäre angesaugten Luft) enthält der Rohrkörper i einen zweckmäßig
aus einem Stück mit diesem Körper hergestellten diametralen Steg 7, dessen Profil
derart gewählt ist, daß er keinen erheblichen Druckverlust oder Störungen in der
rings um ihn in Richtung der Pfeile f 1 erfolgenden Strömung verursacht.
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Der Steg 7 ist von einem radialen Kanal 8 durchbohrt, der an seinem
einen Ende in eine Vorrichtung zur Regelung des Druckes p des Brennstoffs mündet,
die weiter unten beschrieben werden wird; am anderen Endd mündet jener Kanal in
einen zylindrischen Hohlraum 9, der sich in einem an den Steg 7 angegossenen Teil
io befindet. Dieser Ansatz io hat die Gestalt eines Drehkörpers um die Achse X-X
und ist nach dem in die Atmosphäre mündenden Ende 2 des Körpers i zu gerichtet,
d. h. er liegt dem Einlaß der V erbrennungsluft gegenüber.
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Das Ende des Ansatzes io bildet einen Ge-@;@indeanschluß i i, in welchem
ein Fuß o. dgl. 12 eines Teils 13 befestigt ist, der im wesentlichen die Form eines
Zvlinders mit der Achse X-X aufweist. In dem Fuß oder Sockel 12 ist durch Verschraubung
oder auf andere Weise eine Düse 14 befestigt, die von einem in der Achse X-X verlaufenden
axialen Kanal 1 5 durchbohrt ist, der die Kammer 9 mit dem Innern des Zylinders
13 verbindet. Dieser Zylinder ist unmittelbar oberhalb des Niveaus d-d der Düse
14 von seitlichen üffnungen 16 durchbohrt, enthält dann zwischen den Ebenen c-c
und ra-a ein V enturirohr 17, dessen Hals in der Ebene b-b liegt, und mündet dann
frei bei a-a in den Körper i gegenüber dem Lufteintritt 2.
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DieVorrichtung zurRegelung desDruckesp des Brennstoffs enhält einen
Körper 18, der mit einem Anschluß i9 zur Verbindung mit der Speisequelle (Pumpe,
unter Druck stehender oder hochgestellter Vorratsbehälter o. dgl.) versehen ist,
die unter einem Druck P steht, der höher als der zur Speisung des Injektors gewünschte
Druck ist.
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In dem Körper 18 befindet sich ein Hohlraum 20, der durch eine biegsame
Membran 21 oder Biegehaut verschlossen ist, die an ihren Rändern zwischen dein Körper
i8 und einem Deckel 22 befestigt ist, der seinerseits auf jenem Körper festgemacht
ist. Der Hohlraum 2o kommuniziert einerseits unmittelbar mit dem Kanal 8 des Körpers
i und andererseits mit dem Brennstoffzutrittsstutzen i9 über eine Öffnung 23.
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Diese Öffnung 23 kann teilweise oder ganz durch ein Ventil 24. verschlossen
werden, das auf seinen Sitz durch eine Feder 25 zurückgeholt wird, die sich einerseits
auf dem Ventilkegel o. dgl. 2q. und andererseits auf einem Anschlagring 26 abstützt,
der in dein Anschluß i9 befestigt ist. Das Ventil 24. drückt sich gegen die Membran
21 mittels einer Anschlagspindel 27 unter der Einwirkung der Feder 25 und des Druckes
P, so daß die Lage jenes Ventils 24 in bezug auf die Offl1tlng 23 von der Lage der
Membran 2i abhängt.
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Die andere Seite der Membran 21 bildet mit dein Deckel 22 eine Kammer
28, die ständig durch eine Öffnung 29 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Auf
dieser Seite der Membran 21 stützt sich eine Feder-3o ab, deren arideres Ende sich
gegen einen Führungskolben 31 legt. Auf seiner Oberseite ist dieser Kolben der Wirkung
einer Feder 32 ausgesetzt, die sich auf dem oberen Boden 33 des Zylinders 34 abstützt.
Der
Kolben 3 r enthält eine Stange 35, die sich in einer Bohrung 36 eines Ansatzes 37
des Zylinders 34 gleitend verschiebt und an ihrem auf -der Seite des Kolbens
31 liegenden Ende -eine äußere Kröpfung 38 enthält, die gegen das Ende des
zylindrischen Ansatzes 37 des Deckels 33 anschlagen- kann.
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An ihrem oberen Ende trägt die Stange 35 eine Schraube 39, die ein
regelbares Widerlager bildet. Unter dieser Schraube 39 stützt sich das eine Ende
eines Hebels 4o ab, der an seinem anderen -Ende schwenkbar um eine feste Achse 41
gelagert und mit einem anderen Hebel 42 fest verbunden ist. Dieser Hebel 4.2 verschiebt
sich auf dem Profil eines Nockens 43, der fest mit der Achse 5 der Drosselklappe
4 oder eines analogen Organs des Vergasers verbunden ist.
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Diese Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Unter dem Einfluß der
Ansaugung des Motors strömt die Verbrennungsluft durch die Öffnung 2 ein und gelangt
in Richtung der Pfeile f1 zu dem anderen Ende des Körpers r unter Umspülung des
Zylinders 13, in den überdies ein Teil dieser Luft eindringt.- Der Brennstoff
tritt durch den Anschluß z9 unter dem-DruckP zu, strömt durch die vom Ventil 24
gesteuerte Öffnung 23 und gelangt in die Kammer 2o, von- wo der Brennstoff dufch
die Leitung 8 zur Düse 14 fließt.
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Der Speisedruck P fällt in der Kammer 2o des Druckentspannungsreglerorgans
auf einen niedrigeren Wert p, der von der Stellung der Ventilklappe 24 o. dgl. abhängt,
d. h. von der Lage des mittleren Teils der Membran 21, deren Lage ihrerseits von
der Stellung des Kolbens 31 abhängt; dieser Kolben wird seinerseits durch die Verschiebung
der Drosselklappe über den Nocken 43, die Hebel 42 und 40 und die Feder 32 gesteuert.
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In der Leerlaufstellung ist die Drosselklappe 4 geschlossen. Der Einschnitt
und das Loch liegen auf dieser Klappe bei 6, so daß bei geschlossener Drosselklappe
der Brennstoff, der aus der Düse 14 herabtropft, durch diesen Einschnitt: fließt
und mit der Luft emulgiert wird. Mit dieser Anordnung kann man einen einwandfreien
Leerlauf erhalten, der im übrigen noch mittels einer nicht dargestellten Regulierschraube
bekannter Art vollkommen eingestellt werden kann. Die Führungsstange 35 schlägt
dabei gegen den Ansatz 37 mit ihrer Kröpfung 38 an, und die Feder 3o hat ihre kleinste
Spannung, welche den niedrigsten mit dem Leerlauf vereinbaren Druck liefert. 1Tach
1\Taßgabe der Öffnung der Drosselklappe nimmt die Feder 32 den Kolben 31 nach unten
mit, wodurch die Spannung der Feder 3o und dementsprechend der reduzierte Druck
p gesteigert wird. Es ist ersichtlich, daß das Profil des Nockens- 4.3 derart ausgebildet
werden kann, daß man die günstigste Brennstofförderung im Verhältnis zu der durch
die Öffnung der Drosselklappe 4 gegebenen Luftströmung erhält.
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Der Brennstoff tritt also mit einem Druck p aus, der abhängig von
der Öffnung der Drosselklappe 4 veränderlich ist; und wird von der Düse 14 in den
Zylinder 13 der Verbrennungsluft entgegen gefördert, die teilweise bei a-a
eindringend in das Venturiröhr 17 einströmt. Das Luft-Brennstoff-Gemisch
tritt durch die seitlichen Öffnungen 16 des Zylinders 13 aus und vervollständigt
dabei seine Mischung mit der Luft, die vom Motor angesaugt jenen Zylinder 13 außen
umspült: Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Düse 14 und die zusätzlichen
mit ihr - kombinierten Organe stromaufwärts in bezüg auf die Drosselklappe angeordnet
sind; daher wird die Brennstoffeinspritzung und demnach auch die Brennstoffördermenge
nicht unmittelbar durch den stromabwärts der Drosselklappe 4 herrschenden Unterdruck
beeinflußt, wie es der Fäll wäre, wenn jene Düse 14 stromabwärts in bezug auf die
Drosselklappe 4 liegen würde. - Zum Starten in der Kälte muß man einen beschleunigten
Leerlauf und dementsprechend eine ganz bestimmte relative Luft- und Brennstofförderung
erhalten. Dies kann mit Hilfe des beispielshalber auf - Fig: a gezeigten Mechanismus
erzielt-werden. Dieser Mechanismus enthält einen bei 45 angelenkten und durch eine
kleine Zugstange 46 gelenkten Hebel 44. Dieser Hebel 44 wirkt über eine Rolle 47
auf den Steuerhebel 48 der Drosselklappe4. Durch Einwirkung auf die Zugstange 46
in Richtung der Pfeile f2 öffnet man also die Drosselklappe 4 des Vergasers, welche
die Lufteinströmung steuert, und gleichzeitig senkt sich die Führung 35, um die
für den beschleunigten Leerlauf notwendige Brennstoffmenge zu fördern.
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Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Vergaser, der mit einer mechanischen
Hebel- und Schubstangenübertragung zwischen der Drosselklappe und dem beweglichen
Organ des Reglers ausgerüstet ist. Die Führungsstange 35 trägt wieder an ihrem oberen
Ende eine Schraube 39, die einen verstellbaren Anschlag bildet. Unter dieser Schraube
39 stützt sich das Ende eines Hebels 4o ab, der schwenkbar um eine feste Achse 4r
angeordnet und bei seinen Schwingungen fest mit einem Hebel 5o verbunden ist. Ein
Hebel 48, der mit der Drosselklappe 4 fest ist, ist mit dem Hebel 5o durch eine
Schubstange 49 verbunden.
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Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Durch Einwirkung auf den
Lenkhebel 48 der Drosselklappe verschwenkt man die beiden Hebel 4o und 5o mittels
der Schubstange 49. Das Ende des Hebels 40 nimmt das bewegiiche
Organ
35 des Druckentspannungsreglers mittels des Anschlages entgegen der Wirkung eines
elastischen Rückholorgans mit.
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Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Vergasers sind folgende:
Er kann in allen Lagen arbeiten, was von ausschlaggebender Bedeutung für die Flugzeugmotoren
und alle Fahrzeuge ist, die in sehr gebirgigem Gelände fahren müssen; die bei den
Vergasern mit Unterdruckförderung notwendige Düse fällt fort, wodurch der Füllungskoeffizient
des Hubvolumens und dadurch der Wirkungsgrad des Motors verbessert wird; die Dosierung
des Luft-Brennstoff-Gemisches kann leicht geregelt werden, da man hierbei nur das
Profil des Nockens 43 zu ändern braucht, um eine bestimmte Brennstofförderung für
eine bestimmte Lage der Drosselklappe des Vergasers zu erhalten; sehr große Einfachheit,
da der Vergaser nur eine einzige Düse von konstantem Querschnitt für den Start,
den Leerlauf und das Arbeiten mit Vollgas enthält; sehr deutliche Verbesserung des
Anziehvermögens im Vergleich zum Vergaser mit Unterdruckförderung, da die Trägheit
des Vergasers im Augenblick des Wiederanziehens durch den Speisedruck überwunden
wird.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt, die sich in allen Einzelheiten vielfach abwandeln
lassen.