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Vergaser Die Erfindung betrifft Vergaser für Brennkraftmaschinen mit
Auflader, insbesondere für Flugzeugmotore. Der Auflader besteht üblicherweise aus
einem Schaufelrad, dem die angesaugte Luft an der Nabe des Schaufelrades zugeführt
wird. Um eine gleichmäßige Verteilung der angesaugten Luftmenge auf die einzelnen
Zylinder zu erreichen, sind diese durch Rohre jeder für sich an den Kompressionsraum
des Aufladers angeschlossen. Wenn durch den unmittelbaren Anschluß jedes Zylinders
an den Kompressionsraum auch eine gleichmäßige Verteilung .des angesaugten Gemisches
erzielt wird, so hat sich jedoch gezeigt, daß einzelnen Zylindern ein zu reiches,
anderen Zylindern dagegen ein zu armes Gemisch zugeführt wird, so daß es bisher
nicht möglich ist, eine gleichmäßige Ausnutzung aller Zylinder zu erreichen. Die
ungleichmäßige Gemischdichte tritt in besonderem Maße bei niedrigen Temperaturen
auf, wie sie stets bei großen Flughöhen vorkommen. Die Ursachen der ungleichmäßigen
Gemischbildung sind folgende.
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Bei den bisher üblichen Anordnungen werden die Brennstoffdüsen im
Ansaugrohr kurz vor dem Aufla.der angeordnet, dem die Luft durch .das Ansaugrohr
zugeführt wird, das aus Platzgründen gewöhnlich in einem rechten Winkel zur Achse
des Aufladers geführt ist. Das Ansaugröhr besitzt also vor dem Gebläse einen Krümmer,
der eine Umlenkung des Luftstromes,um 9o° zur Folge hat. Durch die Fliehkraftwirkung
beim Durchströmen der Krümmung werden nun die schweren Brennstoffteilchen nach außen
gelenkt. Sie treffen dann in größerer Zahl auf die jeweils oben befindlichen Segmente
des Gebläserades und werden nach einem Bruchteil einer Umdrehung .den in der Nähe
liegenden, zu den Zylindern führenden Ansaugrohren zugeführt. Folglich erhalten
die mit diesen Rohren verbundenen Zylinder ein wesentlich reicheres Gemisch als
%die, deren Ansaugrohre an anderen Stellen des Umfanges des Aufladers liegen.
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Ein in Richtung der Achse des Gebläses verlaufendes Ansaugrohr, bei
dem dieser Nachteil nicht auftreten würde, ist, wie erwähnt, aus Platzgründen nicht
unterzubringen. Aber auch bei einer solchen Form des Ansaugrohres tritt eine ungleichmäßige
Gemischhildung auf, weil das Gemisch beim Eintritt in das Schaufelrad seine Richtung
um 9o° ändern muß und dabei mehr oder weniger stoßartig auf die Nabe des Schaufelrades
auftrifft, so daß sich die schweren Flüssigkeitsteilchen ausscheiden. Auch das gibt
wiederum Anlaß zu einer ungleichmäßigen Gemischdichte. Diese Erscheinung
tritt
ganz besonders stark bei kaltem Wetter auf, bei dem die Gasbildung. sowieso gering
ist.
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Eine gleichmäßige Gemischdichte läßt sich erzielen, wenn der Brennstoff,
wie es für Gemischbildner üblich ist, durch Kanäle längs den Schaufeln des Schaufelrades,
die in der Radnabe beginnen, der bereits komprimierten Ansaugeluft zugeführt wird.
Diese Art der Zuführung schließt zwar die vorgenannten Fehlerquellen aus, sie hat
aber den Nachteil, daß die Menge des Brennstoffes nicht mehr von der Geschwindigkeit,
d. h. der Menge der angesaugten Luft, abhängig ist, sondern von der Drehzahl des
Schaufelrades. Damit ist aber der Nachteil verbunden, daß eine einfache Regelung
der Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit nicht mehr möglich
ist, sondern verhältnismäßig umständliche Anordnungen für die Regelung des Brennstoffes
vorgesehen werden müssen.
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Die Erfindung erreicht eine gleichmäßige Gemischbildung für alle Zylinder
unter Vermeidung der vorgenannten Übelstände, wobei die Brennstofförderung in Abhängigkeit
von der angesaugten Luftmenge erfolgt. Auch bei der vorliegenden Erfindung wird
der Brennstoff in an sich bekannter Weise der angesaugten Luft von der Achse des
Aufladerrades aus durch radiale Bohrungen im Schaufelrade symmetrisch in den Luftstrom
eingeführt. Es wird aber erfindungsgemäß der Brennstoff aus dem Schwimmerbehälter
zunächst in eine Kammer gefördert, die durch Bohrungen mit dem Ansaugrohr, und zwar
mit der engsten Stelle eines im Ansaugrohr angeordneten Venburirohres, in Verbindung
steht. In diese Kammer wird der Brennstoff in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
der angesaugten Luft gefördert und von hier aus durch eine Rohrleitung in die Achse
des Gebläserades geführt; dies wird durch den zwischen dem Venturirohr und dem Gebläse
vorhandenen Druckunterschied bewirkt. Es gelingt so, den Brennstoff gleichmäßig
auf die einzelnen Zylinder zu verteilen und trotzdem -die Fördenung in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit der Luft zu halten.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Abb. i und 2 stellen andere Ausführungsformen der Erfindung dar.
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Abb. 3 ist eine Ansicht nach der Linie 7-7 der Abb. 5.
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Abb. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Grundgedankens .der
Erfindung.
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Abb.5 ist ein Grundriß einiger in der. Abb. 4 angegebenen Teile.
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In Abb. i ist das Ansaugerohr des Vergasers mit 6o, die Drosselklappe
mit 61 und der Auflader mit 62 bezeichnet. Das Rohr 6o bildet am unteren Ende zusammen
mit einem Einsatz 63 ein Venturirohr. Die engste Stelle des Venturirohres ist durch
radiale Bohrungen64 mit dem Raum 65 verbunden; in diesen mündet die Brennstoffdüse
66, die vom Behälter 67 gespeist wird. Ein Schwimmer 68 hält einen konstanten Brennstoffstand
aufrecht. Der Brennstoff wird auf einer Höhe etwas oberhalb der Öffnung der Düse
66 'gehalten.
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Aus dem Vorhergehenden geht hervor, daß durch die Venturivorrichtung
ein Unterdruck im Raume 65 erzeugt wird. Die Brennstoffförderung erfolgt also in
Abhängigkeit von der .Geschwindigkeit und damit von der Menge der angesaugten Luft.
Der Brennstoff tritt jedoch nicht .durch die Öffnungen 64 aus, sondern es sind Mittel
vorgesehen, um den Brennstoff zu einem Raum 7o in der Achse des Gebläses 62 zu führen.
In den Raum 70 ragt ein Rohr 74 das in der Mitte durch einen Querträger 72' unterstützt
und in einem Ansatz 72 des Rohres 6o befestigt ist. An das Rohr 71 schließt ein
Rohr 71' an, das in einer Linie mit der Düsenöffnung 66 liegt und oberhalb der Düse
endigt. Wie dargestellt, ist .in das Ende des Rohres 71' ein Rohr ; 3 eingesetzt,
das dazu dient, die Größe der Öffnung zu beschränken und diese den Öffnungen 64
anzupassen. Die entsprechenden Querschnittsflächen sollen in einem solchen Verhältnis
zueinander stehen, daß die Brennstoffzufuhr durch die Düse 66 fast vollständig von
dem Ansaugen im Ansaugerohr 6o abhängt und nicht zu sehr durch das im Rohr 71 erzeugte
Ansaugen beeinflußt wird.
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Es sind ferner Mittel vorgesehen, um die Größe der Brennstoffzufuhr
in das Rohr ;1 unabhängig von dem im Rohr 6o erzeugten Unterdruck einstellen zu
können. Hierfür dient eine verstellbare Mutter 74, die das untere Ende des Rohres
7-1' umgibt und von der Düsenöffnung 66 fort oder auf sie zu bewegt werden .kann.
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Der durch die Wirkung des Luftstromes in dem Venturirohr 63 in den
Raum 70 9,efÖrderte Brennstoff tritt durch die radialen Bohrungen 8o gleichmäßig
verteilt in den Luftstrom aus.
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Um auch bei plötzlichen Veränderungen in der Geschwindigkeit des Motors,
d. h. bei schneller Verstellung der Drosselklappe 61, einen genügenden Zug durch
die Düse 66 sicherzustellen, sind Mittel vorgesehen worden, die Öffnung des Brennstoffrohres
71' entsprechend den Änderungen in der Einstellung der Drosselklappe 61 zu regeln.
Im Rohre 71' sitzt ein Ventil 85, das für gewöhnlich in der dargestellten Lage durch
-eine Feder 87 gehalten wird, die einen Hebelarm 86 gegen einen Vorsprung 88 drückt.
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Zur Verstellung der Drosselklappe dient
eine Stange
9o, die an einem Winkelhebel 9o', 92 eingreift. Dieser Hebel ist bei 93 so gelagert,
daß der Hebelarm 92 auf den Arm 86 des Ventils 35 einwirken kann.
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Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß jede Bewegung, die ,durch
den Benutzer dem Hebel 9o' erteilt wird, um die Einstellung der Drosselklappe 61
zu ändern, eine entsprechende Be@vegung des Ventils 85 veranlaßt, wodurch die Öffnung
des Rohres 71' in solcher Weise geändert wird, daß sie der Änderung der Einstellung
des Drosselventils 61 entspricht.
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Da die Brennstoffmenge sich nicht so schnell ändert wie die Luftmenge,
so würde ein zu schnelles Öffnen oder Schließen der Drosselklappe 61 zunächst entweder
ein zu armes oder zu reiches Gemisch zur Folge haben. Um stets die richtige Brennstoffzufuhr
unabhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher der Hebe192 betätigt wird, welcher
die Drosselklappe regelt, sicherzustellen, sind Mittel vorgesehen, die eine Verzögerung
der Verstellung der Klappe 61 hinter der Verstellung des Rohrventils 85 bewirken
und dadurch einen Zeitraum von vorbestimmter Dauer schaffen, in der sich im Rohr
71 die richtige Brennstoffmenge einstellen kann. Hierzu dient ein Gehäuse ioo mit
einer Membran, ioi, deren Mitte durch eine Stange io2 mit dem auf der Drosselklappenwelle
sitzenden Hebel verbunden ist. Der untere Raum 105 des Gehäuses ioo ist durch eine
Bohrung io6 mit der Atmosphäre verbunden, während der obere Raum 107 durch
den Kanal io9, Raum i io und Kanal i i i mit dem Ansau,gerohr 6o in Verbindung steht.
Die Feder 112 in der Vertiefung 113 soll die Membran ioi nach unten drücken und
so die Klappe 61 in der dargestellten Lage halten.
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Zur Regelung des Druckes im Raum iio dient das im halbgeschlossenen
Gehäuse i2o angeordnete Ventil 11q., das auf einer Stange 115 auf der Nocken.fläche
95 des Teiles 92 aufliegt und .entsprechend der Bewegung des Hebels go gehoben oder
gesenkt wird. Eine Feder i i9 ist vorgesehen, um das Ventil 114 in .der ,dargestellten
Lage zu halten.
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Aus dem Vorhergehenden ist zu ersehen, daß jede Verstellung des Hebels
9o sich erst nach einer gewissen Zeit auf die Drosselklappe 61 auswirkt, weil es
zuvor notwendig ist, daß die Membran ioi sich entsprechend dem Druckunterschied
der Drücke über und unter der Membran einstellt. Unterdessen ist jedoch das Ventil
85 durch die rasche Wirkung des Schaltarmes 92 gegen die Arme 8:6 verschoben
worden. Die Einrichtung verhindert, daß dem Motor ein zu armes oder zureiches Gemisch
infolge einer schnellen Bewegung des Hebels 9o' zugeführt wird. Ein anderes Verfahren,
die Luftzufuhr so zu regeln, daß eine geeignete Brennstoffzufuhr auch bei plötzlicher
Änderung der Drosselklappenstellung zu erhalten ist, ist in Fig.2 dargestellt. In
dieserFigur sind imAnsaugerohr 6o' zwei Drosselklappen 125 und 126 angebracht,
wobei die erste unmittelbar durch den Regulierhebel des Benutzers (nicht dargestellt)
und die andere durch eine Stange 127 geregelt wird. Die Stange
127 ist mit einer Membran 128 im Gehäuse 129 verbunden. Ein Raum 13o des
Gehäuses ist mit dem unteren Teil des Rohres 6o' durch die verringerte Querschnittsfläche
der Leitung 132, der zweite Raum 113 mit dem mittleren Teil des Rohres 6o' durch
die Leitung 135 von ebenfalls verringerter Querschnittsfläche verbunden. Die Verengungen
in den Leitungen 132 und 135 haben den Zweck, einen geeigneten Druck in den Räumen
130 und 133 aufrechtzuerhalten. Mit dieser Einrichtung kann bei passender Einstellung
der Spannung der Feder 136 ein bestehender Druckunterschied zwischen den Räumen
i4o und 141 des Ansaugerohres noch längere Zeit aufrechterhalten werden, weil für
,die Änderung der Drosselklappenstellung iah eine gewisse Zeit erforderlich ist.
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Anstatt radiale Bohrungen in der Nabe des Aufladers vorzusehen, wie
in Fig. i dargestellt ist, können, wie Fig. q. und 5 zeigen, in. den Schaufeln des
Treibgliedes radiale Nuten Boa angebracht werden, die mit schrägen Bohrungen Bob
in der Nabe des Aufladers in Verbindung stehen und eine Brennstoffzufuhr am äußeren
Rande des Treibgliedes ermöglichen. Eine Trennwand 8oc deckt die Kanäle nach vorn
ab.
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Der mit Luft durchsetzte Brennstoff wird beim Austritt aus den schrägen
Bohrungen 8.ov verzögert und hierdurch noch vollständiger mit der Luft gemischt.