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Einrichtung zur Anreicherung des einer Brennkraftmaschine zufließenden
Brenngasgemisches Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Anreicherung des einer
Brennkraftmaschine zufließenden Brenngasgemisches, im besonderen bei einem Vergaser,
dessen normale Spritzdüsenanordnung einer Hilfsspritzdüse zugeordnet ist, die der
Motoreinlaßleitung Zusatzbrennstoff liefert und von einem Ventil mit einer Membran
gesteuert wird, auf die der Unterdruck im Einlaßrohr hinter der Gemischdrossel einwirkt.
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Gemäß der Erfindung wird das Ventil durch zwei Membranen mit ungleichen
Oberflächen gesteuert, und der zwischen beiden Membranen liegende Raum ist an die
Unterdruckleitung hinter der Drossel angeschlossen, so daß der Unterschied der auf
die beiden Membranen wirkenden Saugdrücke das Ventil entgegen der Kraft einer Feder
zu schließen sucht, die so bemessen ist, daß das Ventil geschlossen bleibt, bis
der Unterdruck unter einen bestimmt gewählten Wert sinkt. Durch das Gegeneinanderwirken
der Federkraft und der Resultierenden aus den auf die verschieden großen Membranen
wirkenden Saugdrücken wird ein zuverlässiges Arbeiten der Anreicherungspumpe sichergestellt.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben,
die ein Ausführungsbeispiel darstellt, und zwar zeigt die einzige Figur in einem
senkrechten schematischen Schnitt einen Vergaser, der mit einer Anreicherungsvorrichtung
entsprechend der Erfindung versehen ist.
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Bei Ausführung der ganzen Teile wird, wenn man einem Vergaser zur
Speisung einer Brennkraftmaschine eine Gemischanreicherungsvorrichtung für die Zeiten
steigenden Leistungsbedarfs unter Überlastung des Motors zuordnet, in folgender
Weise verfahren.
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Der eigentliche Vergaser kann in jeder beliebig geeigneten Weise gestaltet
werden, beispielsweise
wie gewöhnlich mit einem Gehäuse i ausgestattet
werden, in dem eine Regeldrossel 2 angeordnet ist sowie ein Hauptspritzdüsenschacht
3, der mit dem Doppeltrichterrohr des Vergasers durch Löcher 4 in Verbindung steht
und in den axial ein gelochtes Rohr 5 taucht, das oben in einer kalibrierten Öffnung
6 endigt, die die Spritzdüse für den Brennstoffluftschaum darstellt. In einer Leitung
7, durch die der Brennstoff aus einer geeigneten Brennstoffquelle zu dem Schachtrohr
3 fließt, ist eine Meßdüse 8 angeordnet, die die Hauptdüse darstellt.
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Eine Leitung 9, die sich an diese Hauptdüse 8 anschließt, steht mit
einer Kammer io in Verbindung, welche dazu dient, die Anreicherungsvorrichtung zu
speisen, und deren Einlaß zweckmäßig ein Rückschlagventil i i, beispielsweise ein
Kugel-oder ein Kolbenventil, enthält.
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Die Kammer io speist die Zufuhrleitung 12 der Anreicherungsvorrichtung,
die in das Einlaßrohr der Brennkraftmaschine einmündet und eine Anreicherungsöffnung
oder Spritzdüse 13 besitzt, einerseits über eine Öffnung 14 großen Querschnitts,
die von einem Ventil 15 o. dgl. beherrscht wird, derart, daß bei offenem Ventil
die Kammer io durch diese Öffnung 14 in Verbindung mit einer Hilfskammer 16 steht,
die an die Zufuhrleitung 12 der Anreicherungsvorrichtung angeschlossen ist, andererseits,
was aber nicht ausschlaggebend ist, durch eine besondere Gebrauchsdüse 17, entsprechend
der französischen Patentschrift 862 794, die dauernd geöffnet ist und eine Art Umgehungsleitung
darstellt, die die Zuleitung 12 im besonderen dann speist, wenn das Ventil 15 geschlossen
ist.
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Gemäß der Erfindung wird das Ventil 15 durch eine Membrananordnung
gesteuert, die mit einer Gegenfeder 18 zusammenwirkt. Die Membrananordnung weist
zwei Membranen i9 und 2o von ungleicher Flächengröße auf, zwischen denen ein Raum
verbleibt, der durch eine Leitung 21 in das Einlaßrohr des Motors vor der Drossel
2 angeschlossen ist. Auf die Außenfläche der größeren Membran i9 wirkt vermittels
einer Öffnung 22 der Atmosphärendruck oder der Druck im Schwimmerbehälter
oder der Druck in der Lufteinlaßleitung des Vergasers o. dgl.
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Man wählt die Verhältnisse der Membranflächen 19, 20 und die Kraft
der Gegenfeder 18 derart, daß die Resultierende aus den auf das Ventil wirkenden
Kräften so gerichtet ist, daß das Ventil gegen seinen Sitz gedrückt bleibt, wenn
der Unterdruck in der Einlaßleitung des Motors, der über die Leitung 21 wirkt, über
einem bestimmten Wert bleibt. In diesem Augenblick nämlich unterliegt die größere
Membran dem Atmosphären- oder sonstigen Druck, der sie von links nach rechts gegen
die Wirkung der Gegenfeder 18 bewegen will, während die kleinere Membran 20 der
Unterdruckwirkung unterliegt, die sie von rechts nach links schieben will; diese
Wirkung jedoch wird überwunden durch diejenige, die der gleiche Unterdruck auf die
große Membran i9 ausübt, derart, daß die Resultierende dieser beiden Wirkungen dann
einem Differentialdruck entspricht, der das Ventil auf seinen Sitz treiben will.
Das Ventil bleibt in dieser Stellung so lange, wie die Spannung der Feder 18 nicht
stärker ist als die Resultierende aus diesen beiden Kräften; diese Spannung aber
kann derart gewählt werden, daß sie einem festgelegten Wert des Unterdrucks entspricht.
Oberhalb dieses Wertes bleibt das Ventil demnach geschlossen, während unterhalb
des Wertes die Feder 18 die Öffnung des Ventils 15 herbeiführt und den Durchtritt
des Brennstoffs durch die Öffnung 14 zuläßt, der dann die Anreicherungsdüse 13 speisen
kann.
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Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Anreicherungsvorrichtung
noch mit einer Beschleunigungspumpe verbunden ist, die durch das Stellzeug 23 der-
Drossel 2 in Tätigkeit gesetzt wird. Die Pumpe kann in beliebig geeigneter Weise
betrieben werden und z. B. eine Membran 24 o. dgl. besitzen, auf die ein bei 26
an einem Festpunkt angelenkter Hebel 25 wirkt, der mit einem auf die Drosselachse
aufgekeilten Arm 27 gekuppelt ist. Die Membran 24 schließt eine Kammer 28 ab, die
frei mit der die Anreicherungsvorrichtung speisenden Vorrichtung io verbunden ist.
Eine Rückführfeder 29 wirkt auf die Membran o. dgl. so, daß sie diese bei ihrer
Rückführung in Anlage an den Hebel 25 und in die Lage zurückzuführen sucht, in der
sie Brennstoff in die Kammer 28 hineinsaugt.
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Wenn die Membran 24 der Beschleunigungspumpe unter Wirkung des Druckes
der Feder 29 ansaugt, der Hebel 25 ist in diesem Fall zurückgeschwenkt, da
die Drossel nahezu geschlossen oder nur wenig geöffnet ist, so bewirkt der Unterdruck
in den Kammern 28 und i o, daß sich das Ventil ii von seinem Sitz hebt und
die Speiseleitung 9 öffnet. Der Unterdruck wirkt aber auch gleichzeitig auf die
Anreicherungsdüse 13, falls sich das Ventil 15 nicht auf seinem Sitz befindet. Die
Anreicherungsdüse 13 befindet sich vorzugsweise in der Verengung des Doppeltrichterrohrs
und demgemäß in einem Bereich, wo ein ziemlich bedeutender Unterdrück herrscht,
der aber größer ist als der, der notwendig ist, um Brennstoff durch die, z. B. vom
Schwimmerbehälter, gespeiste Leitung 9 in die Kammer io der Pumpe zu bringen. Wenn
andererseits ein höherer Unterdruck in der Einlaßleitung der Maschine herrscht,
beispielsweise durch Verringerung der Öffnung der Drossel e, wird das Ventil 15
durch die Einwirkung des Unterdrucks auf die Membrananordnung i9, 2o nach den obigen
Ausführungen auf seinen Sitz gedrückt, was ebenfalls ein Rücksaugen von Luft durch
die Anreicherungsdüse verhindert, wenn der Pumpenraum sich mit Brennstoff füllt.
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Wird die Drossel durch ihr Stehzeug 23 in der Richtung verstellt,
in der der Hebel 25 die Pumpenmembran 24 im Fördersinn mitnimmt, so ist festzustellen,
daß bei schwacher Verstellung des Steilzeugs in der.Leitung 21 und in der Motoreinla
ßleitung, sofern diese mit einer vergleichsweise frohen Geschwindigkeit läuft, ein
ausreichender Unterdruck herrscht, um zu bewirken, daß das Ventil 15 auf seinem
Sitz festgehalten wird, derart, daß die
Pumpe keinen Brennstoff
durch die Öffnung 14, sondern einzig durch die Verbrauchsdüse 17 liefert, wenn eine
solche vorhanden ist.
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Wenn der Motor mit hoher Geschwindigkeit läuft, so kann der Unterdruck
in der Einlaßleitung andauern, selbst wenn die Drossel 2 ziemlich erheblich geöffnet
ist; das Ventil 15 bleibt dann gegen seinen Sitz gedrückt, während die Pumpe langsam
durch die etwa vorhandene Verbrauchsdüse 17 fördert.
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Im einen oder anderen der beschriebenen Fälle ist es zweckmäßig, daß
die Förderung der Pumpe verlangsamt, ja sogar unterbrochen wird, um eine Überspeisung,
wenn auch von kurzer Dauer, zu verhindern, die Störungen in ihrer Arbeit hervorrufen
könnte.
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Beim raschen Öffnen der Drossel, dagegen bei langsam laufendem Motor,
für diesen Fall ist es angebracht, das brennbare Gemisch anzureichern, sinkt der
Unterdruck in der Einlaßleitung und in der Leitung 21@ sehr stark ab, was eine Öffnung
des Ventils 15 unter Wirkung des Drucks des von der Membran 24 und/oder der Gegenfeder
18 der I1Iembrananordnung 1g, 20 verdrängten Brennstoffs hervorruft.
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Zweckmäßig wird zwischen dem die Pumpe betätigenden Hebel 25 und dem
vom Stellzeug 23 der Drossel beeinflußten Arm 27 eine solche Kupplung vorgesehen,
daß man die Bewegung der Membran 24 oder des Kolbens der Pumpe gegenüber der Bewegung
der Drossel e leicht verändern kann. Die Kupplung kann beispielsweise durch eine
Stange 30 geschehen, die bei 31 an den Arm 27 angelenkt ist und in einen an dem
Hebel 25 angebrachten Ring 33 gleiten kann. Auf die Stange 30 ist ein Rohrstück
32 aufgeschoben, das sich einerseits auf den Ring 33 aufsetzt und andererseits auf
einen Vorsteckstift 36, der durch die Stange 30 geschoben ist. Dieser Stift
36 greift in ein Paar von gegenüberliegenden Längsschlitzen 34 oder 35 ein, die
verschieden lang sind. Der Stift gleitet dabei bis an das Ende desjenigen Schlitzpaares,
das man auswählt, und zwar unter Wirkung einer Feder 37, die zwischen dem Ring 33
und dem freien Ende der Stange 3o angeordnet ist. Will man die wirksame Länge der
Kupplung der Stange ändern, d. h. den Abstand zwischen 31 und 33, so braucht man
nur die Stange 30 festzuhalten und die Hülse 32 nach rechts zu bewegen, bis
der Stift 36 das Schlitzpaar verläßt, mit dem er zusammen wirkte, und danach das
Stück 32 um seine Achse so weit zu drehen, bis das nunmehr gewählte Schlitzpaar
sich gegenüber dem Vorsteckstift befindet. Läßt man das Stück 32 wieder los, so
verschiebt es sich nach links, bis der Stift wieder bis zum Grunde des Schlitzpaares
gelangt. Wenn die Drossel 2 im Öffnungssinne bewegt wird, was auf eine Mitnahme
der Membran 24 o. dgl. der Pumpe im Fördersinne zu wirken sucht, und wenn in diesem
Augenblick das Ventil 15 auf seinen Sitz gedrückt ist und infolge der Arbeitsbedingungen
des Motors dazu veranlaßt wird, in dieser Stellung zu bleiben, wodurch eine Förderleistung
der Pumpe verhindert wird, so gleitet die Stange 30 im Ring 33 unter Zusammendrückung
der Feder 37, während der Hebel 25 unbeweglich bleibt. Ebenso ist es, wenn nach
einer beschränkten Förderung die Membran 24 der Pumpe ihr Hubende erreicht hat,
bevor die Drossel e völlig geöffnet ist. ' Zweckmäßig wird auf den mittleren Teil
der Membran o. dgl. 24 gegenüber dem Ventil 15 eine Druckstange 38 von solcher Länge
angebracht, daß sie das Ventil aufdrückt, wenn die Membran das Ende ihres Förderhubes
erreicht. Dadurch wird die Öffnung des Ventils bei dem Arbeiten des Motors mit größten
Geschwindigkeiten gesichert und die Drossel 2 ganz offen. Auf diese Weise hat man
eine freiere Wahl bezüglich der Spannung der Rückführfeder 18 für die Membranen
1g, 2o, die das Ventil 15 steuern, derart, daß das Ventil für alle sonstigen Stellungen
der Drossel unter den günstigsten Verhältnissen arbeiten kann.