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Druckregler für das Brenngas von mit druckverdichteten oder druckverflüssigten
Gasen betriebenen Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckregler
für das Brenngas von mit druckverdichteten oder druckverflüssigten Gasen betriebenen
Brennkraftmaschinen mit einem Flüssigkeitsverschluß in der Gaszuleitung und Zuführung
des Brenngases in annähernd drucklosem Zustand zur Maschine.
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Zur Erzielung einer wirtschaftlichen Ausnutzung der Brenngase wird
ein über den ganzen Drehzahl- und Belastungsbereich der Maschine gleichmäßiges Brenngas-Luft-Gemisch
angestrebt. Ein gleichmäßiges Gasgemisch im Mischkörper zu erzeugen, gelingt um
so genauer, je besser man den Druck des Brenngases dem Druck der anzusaugenden Verbrennungsluft
angleicht. Die zur Entspannung der unter Druck gespeicherten Brenngase meistens
verwendeten Druckregler, z. B. membrangesteuerte Druckminderventile, kann man zwar
leicht durch Wahl einer geeigneten Federbelastung so einstellen, daß sie Gas in
einer zum Betrieb der Maschine ausreichenden Menge mit dem Druck der Außenluft abgeben.
Derart eingestellte Druckregler gestatten auch die Herstellung eines gleichbleibenden
Mischungsverhältnisses von Brenngas und Luft, doch haben sie die unerwünschte Eigenschaft,
bei Stillstand der Brennkraftmaschine die Gasaustrittsstelle nicht von selbst dicht
abzuschließen. Es bedarf vielmehr eines erheblichen zusätzlichen Druckes von rund
io bis 2o mm WS auf die Membran des Druckreglers, um den Abschlußkörper so fest
auf die Austrittsöffnung für das Druckgas zu pressen, daß ein sicherer Gasabschluß
erreicht wird.
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Man hilft sich vielfach dadurch, daß man durch geeignete Federbelastung
der Membran den Druck des abgegebenen "Brenngases genügend tief legt, so daß im
Stillstand kein Gas. mehr entweichen kann, während das Brenngas im Betriebe den
Regler mit beispielsweise 15 bis 25 mm WS Unterdruck verläßt. In diesem Fall müssen
jedoch besondere, mit Rückschlagklappen versehene Leerlaufeinrichtungen angewandt
werden. Dennoch wird die Gemischbildung so ungleichmäßig, daß beim Übergang von
Leerlauf
auf Belastung ein Gebiet zu armen Gemisches durchfahren
wird, in dem der Motor in vielen Fällen aussetzt.
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Um diesen die Fahrleistung beeinträchtigenden und den Verbrauch erhöhenden
Fehler zu beseitigen, ist bereits vorgeschlagen w6x-,' den, auch die Ansaugluft
ein besonderes Ventil durchströmen zu lassen, das die Luft mit demselben Unterdruck
entläßt wie der Druckregler das Brenngas. Derartige Luftventile stören aber im Kraftfahrzeug
besonders durch ihren Platzbedarf und durch die Neigung der erforderlichen großen
Klappen zum Schwingen.
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Man kann auch zur Erreichung desselben Zieles während des Laufes der
Maschine durch einen zusätzlichen Druck, in dem obenerwähnten Falle 15 bis
25 mm WS, auf die der Außenluft zugekehrte Seite der Membran den Druck des abgegebenen
Brenngases auf den der Außenluft heben, während bei Stillstand der Maschine dieser
Zusatzdruck, den die Maschine selbst erzeugt, fortfällt. Bei einem solchen Vorgehen
hängt der Druck des vom Regler gelieferten Brenngases unmittelbar von jenem von
der Maschine erzeugten Zusatzdruck ab; dessen Höhe muß daher durch eine besondere
Regelvorrichtung genau eingehalten werden.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, den Überdruck des gelieferten
Brenngases annähernd auf Null einzustellen, z. B. so, daß der Regler im Stillstand
gerade die für den Leerlauf erforderliche Gasmenge abgibt und den Abschluß der Gaslieferung
dann im Stillstand durch ein besonderes Abschlußgerät zu bewirken, das vom Unterdruck
im Ansaugrohr der Maschine betätigt und bei laufender Maschine offen gehalten wird,
während es beim Wegfall des Unterdruckes, also bei Stillstand der Maschine, von
selbst, z. B. unter dem Einfluß einer Feder, schließt. Eine derartige Einrichtung
kann vorteilhaft mit dem Druckregler baulich vereinigst sein. Die geringe Größe
der in manchen Betriebszuständen zur Verfügung stehenden Unterdrucke aber macht
entweder ungewöhnlich große Steuermembranen oder eine Gestängekupplung zum Vergaser
oder zu seinem Antrieb nötig. Beides erschwert den Einbau in hohem Maße. Weitere
Nachteile dieser Bauart sind ihre Vielteiligkeit und die Empfindlichkeit der Teile.
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Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden.
Dies geschieht dadurch, daß eine Sperrflüssigkeit für den Brennstoffdurchlaß in
einer Steuerkammer vorgesehen ist, die einerseits an die Druckmindervorrichtung
für den Brennstoff, andererseits an den Mischraum für Brennstoff und Luft angeschlossen
ist, unter Freigabe des Brennstoffdurchflusses durch die in Abhängigkeit vom Saugzug
der Maschine in eine Saugkammer über eine mit der Ansaugleitung der Maschine in
Verbindung stehende Z.weigleitung gesaugte Sperrflüssigkeit.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden -fei der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung behandelt.
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In der Abb. z stellt R eine Druckmindervorrichtung an sich bekannter
Bauart dar. Am Ausgangsstutzen A befindet sich die Steuerkammer S, in der sich im
Ruhezustande die Sperrflüssigkeit befindet und den Gasaustritt aus dem Regler verhindert.
Mit dieser Sperrflüssigkeit steht durch eine U-förmige Zweigleitung Z die Saugkammer
K in Verbindung, von deren oberem Ende die Zweigleitung Z über eine Drosseldüse
D zur Ansaugleitung G führt. Die Leitung L führt zum Mischraum für Brennstoff und
Luft, in dem bei Stillstand, ebenso wie im Ansaugrohr, der Druck der Außenluft herrscht.
Die Flüssigkeit steht darum in der Saugkammer K und in der dem Regler abgekehrten
Seite der Steuerkammer gleich hoch, während in der dem Regler zugekehrten Seite
der Steuerkammer ein Überdruck von einigen mm WS sich eingestellt hat, der auf die
Membran wirkt und gerade genügt,- um den Dichtungskörper dicht auf seinen Sitz zu
drücken.
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Wird die Maschine in Gang gesetzt, so entsteht sofort im Ansaugrohr
G ein kräftiger Unterdruck, der sich durch die Düse D in die Saugkammer K fortpflanzt
und die Sperrflüssigkeit aus der Steuerkammer heraussaugt. Damit ist der Austritt
des Gases aus der Druckmindervorrichtung R zum Mischraum für Brennstoff und Luft
hin freigegeben. Während des Betriebes befindet sich alle Sperrflüssigkeit in der
Kammer K. Durch die Zweigleitung Z wird ständig eine durch die Größe der Düse D
bestimmte Menge Gas in die Ansaugleitung G geführt, die man zweckmäßig auf einen
Bruchteil der zur Aufrechterhaltung eines Leerlaufbetriebes erforderlichen Menge
begrenzt.
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Es kann für die Einstellung eines bestimmten Brennstoff-Luft-Gemisehes
erwünscht sein, diese Brennstoffmenge nicht in das Ansaugrohr G zu führen, z. B.
bei Maschinen mit mehrteiligem Ansaugrohr. Es hat sich in diesem Falle als vorteilhaft
erwiesen, durch ein Tauchrohr T (Abb. 2), das mit der Außenluft in Verbindung steht
und das um einen bestimmten Betrag, z. B. ro bis 2o mm, über der tiefsten Stelle
des U-Rohres Z mündet, den Unterdruck zu begrenzen, so daß kein Brennstoff durch
das U-Rohr gesaugt werden kann, sondern ein schwacher Strom von Luft durch das Tauchrohr,
die
Düse D und die Zweigleitung Z in die Ansaugleitung G wandert.
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Will man endlich das Hindurchströmen dieser kleinen Mengen Brennstoff
oder Luft durch die Flüssigkeit ganz vermeiden, so kann man durch ein Schwimmerventil
hl in der Kammer S oder h2 in der Kammer K nach beendigtem Steuervorgang die Steuerkammer
S von. der Saugwirkung der Ansaugleitung G trennen (Abb. i).
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Als Sperrflüssigkeit haben sich außer Wasser Flüssigkeiten bewährt,
die frostbeständig sind und auch beim Durchströmen des manchmal warmen Gases nicht
verdunsten, z. B. dünnflüssige Öle oder vorzugsweise Glykol oder andere höhere Alkohole,
gegebenenfalls in Mischung mit Wasser.
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Um bei den im Kraftfahrzeugbetrieb vorkommenden Erschütterungen und
Druckstößen ein Herausschleudern der Sperrflüssigkeit zu vermeiden, hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, in einer oder beiden Kammern Prallfläche'ir oder Füllkörper,
aber auch beide Mittel, mit großer Oberfläche anzuordnen, an denen emporgeschleuderte
Flüssigkeitstropfen zurückgehalten werden.
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Ein Beispiel einer besonderen räumlichen Zusammenstellung der Kammern
ist in Abb.3 dargestellt, wobei die Steuerkammer S und die Saugkammer K symmetrisch
gleichachsig zueinander angeordnet sind, die einzelnen, die Kammern begrenzenden
Teile durch ihre zugleich als Verbindungsschraube ausgebildete Verbindungsleitung
zusammengehalten werden und nach Lockerung der Verbindungsschraube an ihren ringförmigen
Berührungsflächen B1, B2 und B3 zur Erleichterung des Einbaus um die Verbindungsschraube
gegeneinander schwenkbar sind. Hierdurch können die einzelnen - die Kammern begrenzenden
Teile, an denen sich die Anschlüsse für die Leitungen befinden, so gedreht werden,
wie es die Raumverhältnisse und die Lage der Leitungen unter der jeweiligen Motorhaube
erfordern. P sind Füllkörper und 0 sind Prallflächen.