DE871223C - Verfahren zur Regulierung der Brennstoff-Luft-Mischung fuer Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regulierung der Brennstoff-Luft-Mischung für Verbrennungsmotoren

  Die Erfindung betrifft ein Verfabren und eine

  Breiristoffzufü:hrungsvorrichtun!g, um die Brenn-

  stoff-Luft-Mischung für einen Verbrennungsmotor

  zu regulieren, .der Sc'h-,vankungen im Bedarf an

  Antiklopfstoffen mit Schwankungen im Unterdruck

  des Einlaßverteilerrolhres. und im Luftverbrauch

  aufweist, um -dieise Mischung unter dem sonst be-

  nötigten. Normalverbrauch anztureichern.

  Auf Grund. oder Erfindung wurde ein Verfahren

  zur Regulierung dieser Brennstoff-Luft-Mischung

  ausgearbeitet, das darin, besteht; die Anreicherung

  gemei-nisam mit d@ieren Sch@vanl:u,ngen im Unber-

  dru@ek des: Verteilerrohves, undl in der Menge des

  L.uftverbraueh,s so zu regeln, daß das. Klopfen

  unterdrückt und die Menge dies verbrauchten

  Bremistoffs verringert wird.

  Weiterhin wurde ,auf Grund der Erfindung eine

  Brennstoffzufährungsverrichtunig für Verbren-

  nungsmotoren gescJhaffen, die eine Brennstoff-

  zuführung besitzt, ;die eine Luftzufuhr mit einem

  Venturirohr darin und ein Luft-Brennstoff-Zufubr-

  verteilerroh:r einsichließt, das, aufs einer Brennistoff-

  zufuh.rleitung mit einem Steuervcen.til und Mitteln

  besteht, wobei erfin(diu.ngsbgemäß dieses Ventil in Ab-

  hänigigkeitr von der umeinsamen Regulierung der

  Unterdrucke in diesem Ventu.ri- und im Einlaß-

  verteilerrohr zu, betätigen ist.

  Die Regulierung der Anreidherung der Brenn

  stoff-Luft-Mischung auf Grund! ,der Erfindung kann

  dure'h Verwendung einer zusätzlichen Brennstoff-

  zufuhr von der Hauptbrenmsitoffzu -fuhr oder durch

  die Verwendung einer .anreidJhernden Hilfsflüs,si,g-

  keit, die relativ hoheAntiklopfeigenschaften besitzt,

  erreicht werden.

  Uni .die Erfindung völlig zu verstehen, soll sie

  nunmehr unter Bezugnahme auf die- Zeichung be-

  schrieben werden, in der

  Feig. r einen Plan des Beidarfe an: klopffeistem

  Brennstoff eines typischen Hochkompressions-

  motors mit automatisch= Getriebe bei einer Dreh-

  zahl von r2oo bis 32oo Umdrehungen je Minute

  darstellt, entsprechend einer Fahrzeuiggeschwindig-

  keit von annähernd 49,2 bis 131,3 km je Stunde

  auf ebener Straße bei Vallgas. und für verschnediene

  Bedingungen, dies konistanten Unterdrucks dm Einz-

  laßverteiäerrohr,

  Fig. 2 einen gleichartigen Plan wie Fig. r diar-

  stellt, nur idaß ,die Kurvene des konstanten Luft-

  verbrauchs Üarübergelegt und iie Kurven des kor-

  starten Unterdrucks. im Einlaßverteilerrohr der

  Übersichtlichkeit wegen: weggelassen sind,

  Fig. 3 einen Pliani darsteIdt, edier .daß Maß der Ab-

  nahme des. Klopferos je nach der Oktanzahl des

  handelsüblichen Benzins, zeigt, .die sich- auis der

  Verwendung von Mischungsverhältnissen ergibt, @dnp

  reidher an Brennstoff sind alis@ ,sodichie für maximales

  Klopfen,

  Fig. 4 eine ischematische Teillzei.chnung ein Quer-

  schnitt .darstellt, ,die Teiilie einfies, übfc ieni Vergasers

  und eine Vorrichtung zur Regulierung einer an-

  reicherrnden Zufuhr von Benzin aus: dem Brennstoff-

  tank des Fahrzeugs veranschaulicht,

  Fig, 5 eine schematische Zeiidhnunig zum Teil im

  Querschnitt ,darstellt, die eine Vorrichtung zur Re-

  gulierung einer zusätzlichen Einspritzung von

  Hilfsbrennstoff oder `kliopffes(te.r Flüssigkeit ver-

  anschaulicht,

  Feig. 6 eine schematische Zeichnung zum Teil im

  (Querschnitt darstellt, die eine Vorrichtung für

  automatische Ersietzung ieines Teiles oder des ge-

  samten Brennstoffs für einen anderen je nach denn

  wechselnden Motorbedingungen veranedhaulicht.

  Bei normaler Arbeitsweise ,diel Motoren von Per-

  sonenwagen, Lastwagen un@dAutoibiuisisenkommt t das

  Klopfen nur wähmendi eines 'kleinen Teiles der ge-

  sainten Arbeitszeit vor und, deshalb rauer während

  des Verbrauchs von einem kleinen Teil des: ins-

  gesamt verwendeten Benzins. Der Bedarf an klopf-

  festem Brennstoff oderartiger, Motoren steigt ge-

  wühalich 2n ,dein Maß an, wie :der Unterdruck im

  Verteilerrohr ,sich vermindert, bis er ein Maximum

  bei Vollgas erreicht. -Zwsützich verringert sich. der

  Oktanzahlbe darf des Motors in dem Maß, wie sich

  die Drehzahl das Motors. erhöht, bei einem Arbeits-

  gang unter Vollgas. und biet konsitantem Unterdruck

  im Einlaßverteilerrohr, wie, es am besten, unter Be-

  zau@gnalhine auf Fig. r verständlich wird, in der die

  Kurve AMB :dien Oktanzahlbedarf unter Vodlga,s:

  bei Motordrehzahlen für eine spezielle Maschine

  darstellt. Die Kurven; CD, EF, GH, II und KL

  stellen die Oktanizahlbed`arfdes Brennstoffs in Ab-

  hängiigkeit von der Dmhziahl ,bei. konstantem Unter-

  druck im Vierteiherohr voll 140; 203, 244 292 und

  343 rnm, .Quecksilber dar. Der hier gebirauchte Be-

  griff Unterdruck wird als: derUnterschned im Druck

  zwischen dem atmasphärischen Druck und- dem

  Druck am Punkt,der Messung bezeichnet. Die ge-

  strichelte Linie 0-P zeigt ,dein Oktanzahlbedarf für

  dem Arbeitsgang auf ebener Straße .bei konstanter

  Motordrehzahl und entsprechender konstanter

  Fahrze g@ggeschwindigkeit. Die in Fig. 1 angege-

  benen Daten wurden bei einem Wagen erhalten, der

  eine autonnatische Übertragung besaß und bei einem

  niedrigen Gang bei Straßengesch wiimdigkeiten unter

  etwa 48 km je Stunde mit sich ergebenden An-

  steigern der Motordrehzahl lief. Deshalb ,bezieht sich,

  die Tafel: nicht ;auf eine Stmaß-engesahwindiäkeit

  unter 49,2 km je Stunde oder einte Motordrehzahl

  unter 12oo Umidr./Min. Für Wagen, die ein üb-

  liches Wechselgetriebe besitzen, würden, sich die

  Verhältnismaße der Motordrehzahl und Wagen-

  geschwindigkeit bei. Höchstgang nach links er-

  strecken wie bei den Kurven AMB, CD, EF, GH,

  1I und KZ.

  Es ist zu bemerken, diaß dieser Motor einen

  Brennstoff mit der Oktanzahl, 96 erfordern würde,

  um einen vollständig:klopffreien Lauf !bei der be-

  treffenden Geschwindigkeit zu ergeben, und dbch

  konnnt dieser Spitzenbedarf nur bei Vollgas und

  bei einer Motordrehzahl von 12oo Um@dr./Min:. vor.

  So würde einbeträchtlicher Überschuß an Brenn-

  stoff mit Antiklopfeigeasiehaften auftreten, wenn

  dieserBrennsfioff unter andierenArbeitsbedinungen

  verwendet würde: Wenn der Motor mit einem

  Brennstoff der Oktanzahl 87 gespeist wird, würde

  der Motor bei allen Drehzahlen und Drucken im

  Vertellerrohr klopfen, die über den durch die

  Oktanzahllinie 87 idargeistellten l@iegeny also über der

  ausgezogenen geraden Linie zwischen Iden Punk-

  ten E und M. Unter allen anderen Bedingungen

  würde dieser Motor mit diesem Brennis.to.ff einen

  klopffreien Lauf geben.

  Moderne Automobilmotoren, arbeiten im a11-

  gemeinen bei Vag s-Höchstlenstungen mit einem

  Luft-Brenn'stoff-Veirhältnise von 12,8 biss 13,8 : 1.

  Dias sind a11igemeine Luft-Breniasto-ff-Verhältnisse;

  das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Mischung, das

  dien einzelnen Zylindern, zugeführt wird,, kann be-

  trächtlich von diesen Wertere abweichen. Die

  größte Neigung ,des Handelsbenzins zum Klopfen

  tritt im allgemeinen bei ,dem Luft-Brennstoff-Ver-

  hältnis 13,5 bis 14,5: 1 auf. Wenn daher Klopfen

  auftritt, sind gewöhnlich die am schwächsten ge-

  füllten Zylinder zum Teil dafür verantwortlich, zum

  Teil andere Faktoren.

  Sowie ida@s. Gemisch fortlaufend ia lhaltreicher ge-

  macht wind alesi das, am meisten klopfende Luft-

  Brenastoff-Verh ältnieee, vermindert sich die Neigung

  des Gemischeis zum Klopfern ,ganz schnell. Diese

  Wirkung der gdh,altreichern Lutft-Breninistoff-Ver-

  hältrnisse in bezuig auf .die Verminderung der

  Neigung der Brennstoffe zum Klopfen. wurde in

  weitem Maß zur Regulierung des Klopfens bei

  Flugzeugmotoren unter Höchstleistungabedimgun-

  gen verwendet.

  Fig.3 zeigt das ungefähre Maß der Abnahme

  der Klopfneigung von jetzigen Handelsbenzinen in-

  folge der Verwendünig von) Mis,chungsiverhältnissen,

  die reicher an Brennis@toff sind alis solche für maximales Klopfen. Da Kohlenlwasserstofe sehr verschieden auf Anreicherung reagieren, fallen: die Handelsbenzine in einen ziemlich ausgedehnten Bereich. Zum Beispiel kann bei 4o%ia r Anreicherung des maximal, klopfenden, Luft-Bre.ninistoff-Verhälitnisses eine Verbesserung von 5 biss 12 Oktianzahlen je nach der @o!h,lenivasserstoffzusammensetzun.g des Brennstoffs erwartet werden.
• Die Oktanzahl des Tankbrennstoffs beeinflußt die tatsächliche Herabsetzung der Neigung zum Klopfen je nach der Anreicheruing. Vom Stan,dpunikt der Arbeits!wei:se,des, Motors: ist eine z-#v-eimal so große Leistung bei einer Erhöhung der Oktanza'hl irm Bereich von) go bis ioo als im Bereich von 7o bis 8o au @fwei@sbar. Auf Grund @dieses, Unterschi@ed@e.s in der Größe der Oktanzahlen kann., eine um so erhebl-idhere Verbesserung durch diic Oktan: zahl erwartet werden, je niedriger die Oktanzahl des Tanlcibrennstoffs ist; andere Faktoren verhalten sich für eine gegebene Anreicherung der Mischung gleichartig. Jedoch sin(d die wenigen Oktanzähler der höheren. Bereiche genau so wertvoll wie die größere Verbesserung durch d:ie Oktaneiniheiten d er niedrigeren Bereiche.
• Bei modernen Motoren kann eine Anreicherung der Mischung io bis q.00/0 üb:liieherwei@se bei niedrigen Geschwindigkeiten, ohne nachteilige Wirkungen vom Standpunkt der Motorenleistung vorgenommen werden. Bei höheren) Motordrehzahlen hat eine beträchtl@iche Anreicherung einen. Verlust: an Motorleistung zur Folge. Die Vorrichtung beschränkt indes die Anreicherung auf geringere Drehzahlen; wo sie zur Regulierung :des Klopfens erforderlich ist, und vermeid et desh.allb einen Verlust an Leistung, wie er die Folge der Anireeicherung bei höheren Drehzahlen ist.
• Eine derartige Anveicherung der Mischung allein kann dazu verwendet werden, um zumindest einen Teil des Spitzenbedarfs an klopffreiem Brennstoff des Motors zudecken, der bei offener oder fast offener Dross el.und niedirigeniMotordreheahlen auftritt. Eine @derartige Anreicherung gestattetdie Verwendung eines Tankbenzins, das eine niedrigere Oktanzahl besitzt als der Spitzenbedarf des Motors. Jedoch ist mit dem gebräuchlichen Handel,sibenzin eine Anreicherung für den Oktanzahlbediarf des Motors bei höheren Drehzahlen oder bei Motorbedingungen, wie,sie durch die Fläche Y der Fig. i oder die Fläche Z der Fig. 2 diargestellt s,inid(, nicht erforderlich. Jede Anreicherung unter ,dien Aribeitsbedüngun@men, die durch diese Flächen: dargestellt sind, ist überflüssig.
• Es ist deshalb ein Gegenstand der Erfindung, ein Anreicherungsverfahren für wechselnde Motorbedingungen zu schaffen, bei denen, die Anreicherung verringert oder eingestellt wird, wenn sich die Drehzahl des Motors erhöht und somit die Menge des gebrauchten: Brennstoffs verringert und trotzdem zum,inidest ein Teil dets Bedarfs des Motors: an Antiklopfmitteln. befriedigt wird. Mit arideren Worten: Der Gegenstand besteht darin, eine Anreicherung der Mischung unter Bediinigungen zu vermeiden, :die durch:diie Fläche Y in Fi:g. i unid,die Fläche Z in Fig. 2 dargestellt sind, und eine Anreicherung nur unter Bediingungen eintreten zu lassen, die durch die Fläche X dieser Figuren d@arge stehlt is.inid,. Ein; weiterer Gegenstand. der Erfindung besteht darin-, zumindest teilweise dien Bedarf des. Motors an Antiiklop:fmittel,ni bei geringen Dreh- zahlen zu decken, wahrend im wesentlichem der Verlust an Leistung, der mit einer Anreicherung bei höheren Dre'h.z.ahlen verbunden ist, vermieden.. wird.
• Diese Gegenstände werden in, der folgenden Art ausgeführt: Die, Vorrichtung zur Regulierung der Anreicherung je nach ,den wechselnden Motorbedingungen wird gemeinsam durch idenUnter.druck im Verteilerrohr und im Veuturirohr, das d:a@s: herkömmliche, am Kopf der Drossel angebrachte Vergaservenituri,rolhr sein kann, betätigt. Der Unterdruck im Venturirohr steht in: direkter Beziehung mit der Menge des Luftverbrauchs. Sowie der Luftstrom mit dem Ansteigen der Motordrehzahl oder ,der Vergrößerung der Drosiselöffnung sich erhöht, wächst der Unterdruck im Venturi.rohr und bewirkt, daß der Zustrom des anreichernden Brennstoffs sich verringert und. dann. aufhört.
• Die Regulierung der Anreicherungsvorrichtung durch ,dien Unterdruck im Verteilerrohr allein umfaßt die Gegenstände der Erfindung nicht vo:l:lständig. Wenn z. B. der Motor, liessen Daten für den Oktanzahlbedarf in Fig.i gezeigt sind, mit einem Tankbenzin: der Oktanzahl, 87 gespeist wird, deckt der Brennstoff gera@die dien, Bedarf ödes Motors bei einem Unterdruck von! 2ö3 mim Quecksilber im Verteilerrohr bei einerMotord;rehzahlvon, i2ooUmdrehun:gen je Minute (Pu.nikt@E). Eine Anreiclierung wird d1ann bei jedem Unterdruck im Verteilerrohr erzielt, der geringer als 203 mm Quecksilber ist. Wenn so die Anreicherung durch den Unterdruck im Vertei:l,errdhr allein res liert wird, wird eine derartige Vorrichtung,den. zusätzlichen. Brennstoff innerhalb des, gesamten; Drehzahlbereiches unter allen Bedingunbmeni, die- durch. diie Fläche über der Linie ET, z. B. Fläche Y (bestimmt durch die Punkte E, M, B, F) dargestellt sind, ergänzen, wobei eine Unterdrückung !des Klopfens und daher eine Anreicherung lediglich, unter Bedingungen, die durch die Fläche X dargestellt sind, erforderlich werden.
• In gleicher Weise erfühlt, die Regulierung der Brennstoffanreicherung allein durch Wechsel des Unterdrucks im Venturirohr ebenso wie das Maß des Wechsels im Luftverbrauch die Gegenstände der Erfindung nicht. Zur Erläuterung wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die der Fig. i ähnelt, mit Ausnahme, :daß Kurven mit-konsta:ntem Unterdruck aus Gründen der Klarheit ausgelassen und Kurven von konstant= Luftverbrauch d urübergelegt :sind), angezeigt ,durch die Mengen 173, 236, 289, 3130 und 358, die Kilogramm je Stunde a sdrücken.
• Wenn das Anreicherun:gsventfl .durch den Unterdruck @im Venturiro!hr allein reguliert und gewünscht würde, diesen, Motor mit einem Tankbrennstoff der Oktanizahli 87 arbeiten zu lassen, würde dass anreichernde Ventil so eingestellt sein,

  daß es sich bei einem Unterdruck im Venturirohr

  vom annähernd 84 mm Quecksilber entsprechend

  einem Lu@ftstTom vorn 3301Z9 je Stunde, z. B. dien

  Luffiveribrauch bei Volilga@s bei 240o Um,dr./Min.

  (Punkt M) sdhlöüsse. Bei höheren Drehzahlen be-

  trägt der Vollgas: Okbanzahlibeeedarf weniger als 87.

  Bei dieser Regulierung alleine würde die Ein-

  spritzung auf eherner Straße bei allen, konstanten

  iVIo.bordrJhza!hil,en aus,reidhen, die durch :die Fläche Y

  (früher festgelegt) undi die Fläche Z (bestimmt

  dumch E, M, N, P, 0) dargestellt sind, das sind

  alle Flüchen über oder ebenen , Straßenlinie 0-P.

  Flächen-unter :der Linie 0-P stellen Arbeit:sbedin-

  guuligen, dar, bei ,dienern @si.ch,die Geschwindigkeit des

  Fahrzeugsi verringert. Mit .dieser Reif uliermethoidee

  würdie edier Zustrom an, anreicherndem Brennstoff

  ebenfalls unter ,die, letzteren Bedingungen, die durch

  die Fläche dargestellt senil, die sich unter der

  Linie 0-P erstreckt, fallen.

  So ist zu .seihen;, daß die Regulierung allein nicht

  ausreicht, weniastensi einen. Tevli edles Bedarfs an

  Anbiklopfmitteln für ,den Motor, ohne Verlust der

  A;nfiiklopfieigenischafteen@, des) Brennis:boffs. oder von

  beiden zu versorgen. Wenn jedoch das anreichernde

  jTentil vorn .der miteinander:gekopp-elt,en.Regiulierung

  des Unterdrucks im Einlaßrohr und im Venturirohr,

  wie in. Fig. 4 gezeigt und später beschrieben, ab-

  hänigb, können: die Flächen, von, den beiden Diva-

  phragrneni, diie von idiesen- beiden Unterdrucken. ab-

  hängen, so. bemessen sein,, daß sne einte vollständige

  Absperrung längs ,der

  Linie, die die

  Punkte E und M ein den Fig. i und 2 verbindet, be-

  wirkern. Die Anmeicherung

  sich ,dann allein

  unter Motorbedimigunigeni, idie idlurch die Fläche über

  diesier Linie dargestellt isind, wo, eine zusiätzliche

  Antiklopfe:igenischaft erfo:rdeerlmch ist. Auch durch

  die .gemeinsame Regulierung wird,die Aiipassiungs-

  fähigkeit des Stroms so geleitet, daß. die Menge

  der Anreicherung annähernd, im Vet!hältm.is zu den

  Schwankungen ,tun Klopfen steht, das mit dem ur-

  s.prürngliicheen Bnenrnstoff allein, auftreten würde,

  wenn die- Bedingunigen dies Mobo-renganges, ge-

  wechselt werden-,

  Der Motor, dqsisen Oktanzahlibedlarf in Fig. i

  und 2 gezeigt ist, kann, im wesentlichen in; b.ezug auf

  das Nichtklopfen durch die Verwendung eines

  Tankbrenmisbofs mit der Okbanzahli 87 in Verbin.-

  dung mit Anreicherung befriedigt werdien. Jedoch

  würdie die, Anireidherung mit Tankbrennstoffen, die

  hauptsächlich Oktaazahlen niedriger als 87 haben,

  allein kein, befriedigendes Mitteil: ,darstellen,, um ,den

  Bedarf .an klopffestem. Mittelbei niedrigeren Dreh-

  zahlen zu. ,decken. Jedoch wird die Anreicherrtng

  allein weniigstene einen, Teieldies. Bedarfs: an Anti-

  klopfmibtelu lbei n.i.edri:gerenD.rehzahlien befriedigten.

  Ob: die Anreicherung :denn Bedarf an Antiklopf-

  mittel allein deckt, hängt von dem Spitzenoktan-

  zahlbedarf dies Motorisi, von der Oktanzahl und- der

  Kohlemwaesersiboff zusammensebzung des Tanilabrenn-

  st,offs ab. Ob der Bediarf an Anetiklopfmitbel: voel.l-

  ständig durch die Anre-ioherung alleingedeckt wird

  oder nicht, auf alle Fältle iisti die, ETfindung vorteil-

  haft, :a sie Xrnrcicqierung verhindert, wo sie nicht

  notwendig ist; z. B. verhütet die Erfindung eine An-

  reiclierung bei Motorb:edin,-ungern, wie sie durch

  die Fläche Y in Fig. r und die Fläche Z in Fig. 2

  diargestellt sind. Dieses- Ergebnis, kann nicht durch

  Regulierung der Anreicherung entweder durch den

  Unterdruck im Verteilerrohr oder durch Mittel in Be-

  ziehung zum Luftverbrauch allein erhalten werden.

  In bezug auf Fig. 4 wird eine Vorrichtung bz-

  schrieben, um die Anireicherungsizufuh:r ides Brenn-

  stoffs gemeinsam mit ,denn Unterdruck im Verbeiler-

  rohr und im Vergaser-Venturirdh,r zu: regulieren.

  Während Fig.4 eine Ausführung der Erfindung be-

  schreibt, in! der die Reguliervorrichtung mit dem

  Vergaser vereinigt ist, kann selbstverständlich die

  Reguliervorrichtung auch eine völlig abgetrennte

  Einheit sein. Die Brennstoffleitung i .ist mit einem

  besonderen Vergaser 2 und einer herkömmlichen

  Pumpe und Brennstoffzufuhr (nicht gezeigt) ver-

  bunden. Die Brennstoffzufuhr ,zu: dem Vergaser

  bezieht sieh -hierbei auf den, Tankbrennstoff. Im all-

  gemeinen- ist es ein haiidelsiibEcher Brennstoff, der

  völlig oder uun Teil aus! Kohlenwiasiserstoffen be-

  steht u.nd in ,den meisten Fälilen ein, An:biklopf :mitbeil5

  wie Tetraäfytbliei, enthält. Indes kann er andere

  Antiklopfmittel oder andere Brennstoffe, wie Alko-

  hole, enthalten.

  Der Tankbrennstoff fließti in die Flüsisigkeits-

  kammer 3 und d tatirr durch eine herkömmliche Ver-

  gas,erdüs,-, 4, worin: der Strom durrch eine h@rkömim-

  lidhe Meß:stanige 5 reguliert wird, deren Bewegung

  mit der Drosselöffnung verbunden ist. Der Brenn-

  stoff fließt dann durch. dien Gang 6_zuim Brennstoff-

  rohr 7, das in, dem Vergaser-Venturirohr 8 an-

  gebracht isst. Die soweit beschriebene Einrichtung

  eist lediglich ein Typ eines Entwurfs, Bierberechtigt,

  die heilkämmliche Luift Brmnis.boff-Verhä@ltni!sise, wie

  sie beim Gang diese Kraftwagens verwendet -%verden,

  anzugeben. Dieses Vollgas-Lu,ft-BrennStoff-Ver-

  hältnis liegt nm allgemeinten um 12,8 biss 13,5 : 1.

  Zusätzlich. zu ,der herkömmlichen Vergaserregu-

  lierung enthält die Flüsisigkeibsil<ammer 3 ein An-

  reicherungs-Regulierventil g, das einen weiteren

  Zugang für edlen: Brennstoff @sdhafft, so ,daß dieser in

  den Gang 6 und in das Vergaser-Venturirohr 8

  fließt, -,vdbei er die Brennstoff LuftrMischung, die

  dem Motor zugeführt wirdi, anreichert. Die Menge

  der Anreicherung über das Stranidard@-Lrufb-Brenn-

  s-boff-Ver(hälbnis hinaus, hängt vorn edier Menge an

  Brennstoff ab, die durch Ventil 9 fließt. Ventil 9

  wird,durch die Ventilregulierung io betätigt. Die

  Regulierungsvorrichtung io besbeht aus zwei durch

  Vakuum betätigten, Elementen: wie die Diaphragmen

  ii und 12, die wirksiam mit der Stange 13 dies An-

  reidherungsvenfiiJis.9 verbunden esiind. Die Feder 14

  hält das. Ventil, 9 normalerweise offen und erlaubt

  zusätzlichem Brennstoff, in den Gang 6 zu fließen,

  wodurch der Motor mit einer reichen. Luft-Brenn-

  stoff-Mischung versorgt wird. Ein, Leckwerden der

  Kammern 15 und 16 wird, durch eine balgartib

  Dichtung 17 verhindert. Kammer 15 ist ,durch Rohr

  18 mit dem Einla:ßvertei,leerrdh!r ig und Kammer 16

  durch Rohr 2o und Durchgang 2 i mit edem Ver-

  gaser-Venturirohr 8 verbunden. Auif diese Weise

  werden Möglichkeiten geschaffen, um die Diaphrag-

  men i i und 12 durch; .die Unterdrucke im Einlaß-

  verteilerrohr und im Venturirohr zu: betätigen und

  diese Bewegung .auf die Ventillstange zu übertragen.

  Ein Anwachsen des Unterdrucks im Verteilerrohr

  entweder infolge einer verringerten Drosselöffnung

  oder eines Ansteigens der Motordrehzahl oder eines

  Ansteigens des Unterdrucks im Venturirohr infolge

  Anwachsens der Menge dies Luftstroms durch das

  Venturirdhr ,bewirken die Schließung dies Ventils g.

  Jederzeit ist die Gesamtkraft, die auf .die Ventil-

  stanige einwirkt, die Summe der Kräfte, die durch

  die beiden Diaphragmien hervorgerufen werden.

  Das Anreicherungstventil und, die- Regulierdia-

  p'hragm,enkönnen: so gestralitet werden"daß das Maß

  der Verringerung.de@si-Zuflusses vorn anreichernden

  Brennstoff jodier gewünschten Drehzahl und jedem

  Unterdruck im Verteilerrohr für ,einen gegebenen

  Motor folgt und so eine Arbeitsweise mit einem

  Tankbrennstoff gestattet, der irgendeine brauchbar

  gewählte Oktanzahl. aufweist. Bei geeigneten Di-

  mensionen der Diaphragmen i i und 12 und Ein-

  stellung .dien Spannung .der Feder 14 durch. die

  Mutter 22 kann dass in ,den Fi:g. i und 2 gezeigte

  A b:schnittsnnustier erhalten -,werden.

  In bezug auf die in Fiig. 5 gezeigte, abgeänderte

  Vorrichtunb ist in Brenn,sto.ffleitung iio mit einem

  herkömmlichen Vergaser i i i und einer herkömm-

  lichen Pumpe und Brennstoffzufuhr (nicht gezeigt)

  verbunden. Die Brennstoffzuduhr .zu dem Vergaser

  wird in dien Beschreibung und in den. Ansprüchen

  als ursprünglicher Brennstoff oder Flüs,sigkei.t

  bezeichnet. Im alilgemeinen ist es. ein Brennstoff mit

  verhältnismäßig niedrigen Antiklopfeigenschaften

  und besteht im ganzen oder zum Teil aus. Kohlien-

  was:serstoffien, die in den, meisten Fällten ein Anti-

  klopfmittel: wie Tetraätlhyl;bl,ci enthalten. Indes

  können auch andere Antiklopfmittel oder andere

  Brennstoffe wie Alkohole darin .sein. Der ursprüng-

  liche Brennstoff wird in das Ventturirohr 112 durch

  die herkömmliche Vergaserdüse 137 einsgeführt. Die

  gesamte, verbrauchte Menge wird; durch die mit der

  Hand betätigte Droseel 113 in übilicher Weise

  reguliert,.

  Der Hilfs;brennst>off oder die Antiklopfflüssigkeit

  befindet sich in idem Ergänzungsttank 114. Diese

  Materialergänizung wird hier als Hilfsbrennstoff

  oder Hil.fsantiildop:fflüssigkeit bezeichnet,. Diese

  kann ein Koihlenwasiser.stoff mit höiherer Antiiklopf-

  eigrnenschaft als. ider ursprünglich,- Brennstoff sein

  und kann ein Antiklopfmittel wie Tetraäthylblei

  enthalten oder es kann einte ganiz verschiedene Art

  von Brennstoff, die Antiklopfmit'tel. enthält, sein,.

  Es. fällt auch in dien Rahmender Erfindu:nig, «renn

  ,die Hilfsflüsisigkeit nur aus einem Antiklopfmittel

  wie, Anilin., Tetraäthylblei oder andienen Antildopf-

  stoffen, besteht, die Brennstoffe im üblichen Sinn

  dieses Wortes sein können oder nicht. Die Hilfs-

  flüssigkeit soLlte ausreichend hohe -,I#,nfiiklopfeiagen-

  schaften besitzen, um die Antiklopfeigenschaften

  des ursprünglichen Brennstoffs zu, erhöhen.

  Vom Ergänzungstank 114. wird' :die Hilfsflüssig-

  keit durch das Roinr 115 zu einer Flü ssigkeits-

  kammer 12i, die mit einem Regulierventil 134 ver-

  sehen ist, geführt. Die Ventlregul:i,ervorrichtung

  i 16 besteht aus, zwei vakuumbetätigten Elementen,

  wie die Diaphragmen 117 und 118; die wirksam mit

  der Stange i ig vom Regulierventil 134 verbunden

  sind. Die Feder i2o !hält dasi Ventil, 134 normaler-

  weise geöffnet und erlaubt der Hilfsflüssigkeit,

  während des Arbeitsganges des Motors! von dem

  Flüssigkcitsbasisin, 121 in den, Durchgang 131 ,durch

  die Spritzdüse 122 zu dem Venturirohr 112, zum

  Einlaßverteilerrohr 124 und dann zu dien Zylindern

  des Motors zu fließen. Ein, Leckwerden dien Kam-

  mern 125 und 126 w ird: durch talgartig Dichtungen

  i27 verhütet. Die Kammer 125 ist durch das Rohr

  128 mit dem Einlaßverteid:erroahr, 124 und' die

  Kammer i26 durch den Durchgang i29 mit dem

  Venturiröhr 112 verbunden. Derartige Mittel. sind

  vorgesehen, um di.e Diaphragmen 117 und i 18 durch

  d-ie Unterdrucke im F-i.lilaßwerteilerrohr und im

  Venturirohr zu betätigen und; uni diese Bewegunig

  auf die Ventilstange zu übertragen. Ein # Ansteigen

  des Unterdrucks im Verteilerrohr, herrührend ent-

  weder von einer verringerten Drosselöffnung oder

  einem Ansteigen dies. Unterdrucks im Venturirohr

  infolge eines Ansteigens -der Menge des Luftstroms

  durch das Venturirohr, bewirkt die Schließung des

  Ventils 134. Stets ist die Gesamtkraft, die auf die

  Ventilstange einwirkt; dlie Summe der Kräfte, die

  durch die beiden Diaphragmeni erzeugt werden.

  Das Injektionsventil und die Regulierdiiiaphragmen

  können so bemessen werden, daß das Maß der

  Minderung des. Zuflusses von Hilfsbrennstoff

  irgendeiner gewünschten Geschwindigkeit und

  einem Unterdruck im Verteilerrohr für einen be-

  stimmten Motor entspricht und so ein Arbeiten mit

  dem ursprünglichen Brennstoff irgendeiner be-

  liebigen Oktanzahl erlaubt. Bei geeigneter Dimen-

  sioni,-rung,dien Diap'hragmen, 117 und 118 und; Ein-

  stellung der Spannung der Feder i2o durch die

  Mutter 13o kann dais in dien Fig. i und 2 be-

  schriebene Ab,rißmuster erhalten werden.

  Die reinen, wirksamten Flächen der beiden' Dia-

  Phragmen in Fig. 4 und,- 5, die erforderlich sind, das

  Ventil ,bei einer der Kombinationen des Unter-

  drucks des Einlaßverteilerrohres und Vergaser-

  venturirohres, die den Punkten F_ und M der Fig. i

  und, 2 entsprechen, zu schließen', sind leicht durch

  Lösen, von zwei Gleichungen zu berechnen. Eine

  Gleichung kann für die schließende Kraft: am Ventil

  bei Punkt E

  werden. Diese schließende

  Kraft ist .gleich dien Summe des Unterdrucks vom

  Einlaß,verteilerrohr und des, Unterdrucks vom Ver-

  gaser-Venturirohr bei Punkt E multipliziert mit

  ,der reinen, wirksamen Fläche von jeden ihrer Dia-

  p!hragmen i i und, 12 (Feg. 4) oder Diaphra:gmen 117

  und 118 (Feg. 5). Eine ähnliche Gleichung kann

  für die schließende Kraft. am Ventil bei Puniht 3,1

  aufgestellt `werden. Diese beiden schließenden

  Kräfte sind gleich, daher können. die beiden

  Gl,eiehun:gen für die betrLffenden Flächen edier beiden

  Diaphragmen gelöst werden. Die tatsächlichen

  Flächen der Diaphragmen i i und 12 (Feg. 4) oder

  Diaphragmen 117 und i 18 (Feg. 5) in dem bcrech-.

  rieten Verhältnis sollten gerade für ihre vereinigten Kräfte" au .srei hern, um die Feder 1q. zusiaml,menzudrücken und( :das Ventil, g (Fig. 4) zu,schließen oder die Feder i2o zusammlenizudirücken und Ventil 134 (Fi.g. 5) runter Bedingungen zu iscbließeni, die den Punkten E und M entrspredhen. Gewöhnlich ist es erwünscht, die Diaph, ragmen entsprechend klein zu nwehm,en. Bei anderen Drehz.ah&n und, Drosselöffnungen zwischen den: Punkten E urid M hat die vereinigte Wirkung der Diaphragmen 12 und' 13 oder der Diaphragmen i 17 und i 18 die Schließung des Einsipritzventilis im wesentlichen in Überein-,Stimmung mit :der gestrichelten: Linie E-M der Fig. 1 und 2 zur Folge.
• Wenn die Flächen der beiden Diaphragmen für einen gegebenen Motor und für einen Tankbrennstoff mit einen- gegebenen Oktanzahl dimensioniert sind, können ungefähre Einstellungen für einen Brennstöff mit einer abweichenden Oktanzahl innerhalb eines brauchbaren Bereiches durch die Mutter 22 (Fig. 4) oder die Mutter i3o (Fig. 5) vorgenommen werden. Die Größe der Öffnung im Ventilsitz 23 (Fig. 4) offner im Spritzrohr 12,2 (Fig. 5) ist so bemessen, @daß, wenn Ventil g oder 134 weit offen ist, eine ausreichende Menge an zusätzlichem Brennstoff fließt, um ein Klopfen bei geringer Drehzahl und weit offener Drossel zu verhindern. Die relative Menge an zusätzlich erforderlichem Brennstoff hängt von dem Oktanzahlbledarf dies Motors, der Oktanzahl und der Kohlienwasiserstoffzus,am@mensetzung des. Tankbrennstoffs ab und beträgt gewöhnlich io bils 40% von dem., was gleichzeitig durch ,das, reguläre Vergaser-Meß,system fließt. Für den Lauf auf ,der Straße beträgt der zusätzlich erforderliche Bedarf je nach der Anreicherung im allgemeinen i biss 15% von dem insgesamt verbra@udhten Brennstoff.
• Einte andere Ausführung der Erfindung ist in Fig.6 dargestellt, @die in mancher Hinsicht der Fig. 5 gleicht. Die Vorrichtung in Fig. 5 bezieht sich auf eine Arbeitsweise, bei der die ursprüngliche Brennstoffzufuhr durch eine Drossel reguliert und der zusätzliche, hochklopffeste Brennstoff nach Erfordernis automatisch ergänzt wird. Fig. 6 beschreibt die Anwendang der Vorrichtung bei einer Arbeitsweise, bei der ein, relativ hochklopffester Brenn.staff iM ganizen oder zum T.,-il nach Erfordernis an Stelle des ursprünglichen Brennstoffs tritt. Im Gegensatz zu der in Fig. 5 dargestellten Anordnung liegt das Mischungsverhältnis, das sich bei der Verwendung der Vorrichtung in Fig.6 ergibt, i@mm,er inneriha!lb der Menge, die normalerweise durch einen herkömmlichen Vergaser zugeführt wird. Die zu messenden Mittel für diebeiden Brennstoffe werden gemeinsiam durch dien Unterdruck im Einlaßverteilerrohr und im Venturirohr in der gleichen Weise reguliert, wie die zusätzliche Zufv1hr dies Hilfsbrennstoffs in Fig. 5 reguliert wird,. In Fig. 6 werdien die Flüssigkeitskammern i32 und 133 je für einen niedrig und für einen hoch- klopffesten Brennstoff verwendet. Die Ventile 13-5 und 136 sind -an der Ventilstange iig befestigt und sitzen in entgegengesetzter Richtung so, :daß das Ventil 136 sich von seinem Lager weg öffnet und damit mehr hoch klopffesten Brennstoff durch den Gang igi eintreten läßt und. das Ventil 135 sich gegen sein Lager schließt, wobei es d en Zufluß :des in geringem Maß, klopffesten Brennstoffs zu dem Durchgang 131 verringert. Derartige zu messende Mitteil, die urch die beiden Vakuumquellen. je nach den wechselnden Motordrehzahlen und dem Unterdruck im. Einlaßverteilerrohr gemeinsam reguliert werden, um dien Bedarf dies Motors an. klopffestem Stoff ,zu decken, sind vorgesehen. Die Verwendung der Vorrichtung für diese Arbeitsweise verringert ,den Verbrauch an Brennstoff mit hohen Antiklopfeigenschaften, ohne die Gesamtmenge an normalem Brennstoff zu vergrößern. Bei dieser Arbeitsweise hängt die verwendete Menge an, Brennstoff mit hoher Oktanzahl von dem Bedarf des Motors an klopffestem Brennstoff, von der Oktanzahl beider Brennistoffe und der -Art der Arbeitsibedingun:gen ab. Bei modernen Motoren und Brennstoffen beträgt die verbrauchte Menge an Brennstoff mit hoher Oktanzahl üblicherweise 5 bis So % von der Gesamtmenge des Brennstoffs und hängt vom Fahrzeug und der Arbeitsweise auf der Straße ab.
• Während des Einsetzens -der Beschleunigung von niedriger Geschwindigkeit mit einem automatischen Getriebe oder im Höchstgang mit einem herkömmlichen Wechselgetriebe wird der Motor gewöhnlich durch .dien Durchschnittsfahrer des Fahrzeugs mit Vollgas betätigt. Wenn der Fahrer die Beschleunigung bei Vollgans fortsetzt, wie er es häufig tut, wächst der Unterdruck imVergaser-Venturirohr mit dem Ansteigen -der Motordrehzahl und veranlaßt Diaphragma 12 oder 118, das Ventil für den Anreidherungsbrenrnstoff gegen ..die gesch.los.sene Lage zu bewegen. Wenn eine Drehzahl und ein Ventur irohrdruck entsprechend: Punkt M von, Fig. i und 2 erreicht ist, schließt stich Idas, Ventil vollständig. Bei höherer Drehzahl findiet keine Anreicherung statt.
• Mit einem herkömmlichen Wechselgetriebe findet eine Beschleunigung im ersten oder zweiten Gang bei teilweiser Drosselung statt, wie sie ebenfalls mit einer automatischen Übertragung durchgeführt werden kann. In diesem Fall wird die Anreicherung unter Bedinägungen@, die durch die gestrichelte Linie E-M idargestellt sind, unterbrochen. So halt die Anwendung .der Erfindung im allgemeinen eine große Ersparnis am Anreicherun:gsbrenisitoff während, der Beschleunigung zur Folge.
• Alle Fahrzeuge arbeiten einen Teil dier Zeit unter Motoirbe@dingungen, :die :durch die Fläche X :der Fig. i und- 2 dargestellt sind, und würden deshalb den Vorteil der angepaßten Anreicherung, die durch die Vorrichtung geschaffen wird, genießen.. Alle Fahrzeuge arbeiten: auch einen Teil der Zeit und einige, wie Lastwagen: und Autobusse, den größten Teil der Zeit -unter Bedingungen, die durch die Fläche Y von Fig. i und Fläche Z von Fig. 2 dargestellt sind" bei :denen während der Verwendung der Vorrichtung keine Anreicherung stattfindet. So beschränkt die Anwendung der Erfindung unter jeder Arbeitsbedingung des Motors den Verbrauch von zusätzlichem Brennstoff au-f ein notwendiges Minimum und bewirkt dadurch große Ersiparnisise durch eine Vorrichtung, die entweder durch den Unterdruck im Verteilerrohr oder den Unterdruck im Vergaserventurirohr allein reguliert wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Reguheorung der Brennstoff-Luft-Mischung für einen Verbrennungsmotor, der Schwankungen im Bedarf an, Antiklopfmittel. und Schwankungen im Unterdruck des Einlaßverteilerrohres und im Maß des Luftverbrauchs aufweist, um diese Mechung unter dem sonst benötigtenNormailverbrauc'h. anzureichern, gekenniz@eichiniet ,durch eine Regulierung .der Anreicherung verbunden mit den Schwankungen im Unterdruck des Verteilerrohres und des Luftverbrauchs, um so das Klopfen zu, unterdrücken und, die Menge an verbrauchtem Brennis.toff zu verringern.
2. 2. Verfahren nach Anispruch i, geleennzeicbnet durch in wechselndem Verhältnis- erfolgende Zufuhr einer ursprünglichen Flüstsigkeit, die einen Kohlenwasserstoff-Brennstoff e@n:t'hält und verhältnismäßig geringe Antiklopfeigenschaften be."i,tzt, und einer anreichernden Hilfsflüsis-igkeit, die verhältnismäßig hobeAntiklopfeigenschafteen besitzt, und durch Regulieren: der verschiedenen Mengenverhältnisse, wobei die Anreicherung in Verbindung mit den Schwankungen dies Unterdrucks im Verteilerrohr und des Luftverbrauchs reguliert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge--kennzeichnet, da.ß das Verhältnis der Flüssigkeiten gemeinsam durch den Unterdruck des Verteilerrohres und durch die Menge des Luftverbrauchs reguliert wird, um so die Zufuhr -der anreichernden Hilfsflüssigkeit bei einem vorher festgesetzten und: relativ niedrigem Unterdruck im Verteilerrohr und. Luftverbrauch in Gang zu setzen, und die Zufuhr der Hilfsflüssigkeit bei einem vorher festgelegten, und relativ hohen Unterdruck im Verteilerrohr und Luftverbrauch zu beenden. d.. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der ursprünglichen Flüssigkeit durch, ein Drosselventil mit der Hand reguliert und die Menge der anreichernden Hilfsflüssigkeit automatisch gemeinsam durch den Unterdruck des Verteilerrohres und die Menge des Luftverbrauchs reguliert wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis d, gekennzeichnet durch Anwachsen der Anreicherung :bei Verrinigerung des Unterdrucks im Verteilerrohr und durch Verringerung er Anreicherung bei Anwachsen des Luftverbrauchs. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, -gekennzeichnet durch Aufwachsen der Anreicherung gemeinisam mit einer Verringerung des Unterdrucks im Verteilerrohr und Verringerung.des Luftveribrauchis, und: durch Verringerung der Anreicherung gemeinsam mit einem Anwachsen des Unterdrucks im Verteilerrohr und Ansteigen des Luftverbrauchs. 7. Brennistoffzufuhrvorrichtun:g für einen Verbeennungs.m.otor mit einem Brennstoffeinführungssysbem, das einen Lufteindaß mit einem Venturiroh.r darin und ein Luft-Br,ennstoff-Einlaßverteilerrdhreinschließt, .das aus einem Brennstoffz-ufuhrrd'li.r mit einem darin befindlichen R,egul.i.erventil. besteht, dadurch. ge1i#:nnzeichnet, daß Mittel: vorgesehen sind, dieses Ventil entsprechend der miteinander verbundenen Regulierung der Unterdirucke im Venturirohr und im Einlaßverteilerrohr zu b-etätig°n. B. Brenn.srtoffzufulh,rvorric'litung nach Anspruch 7, .gekennzeichnet durch. ein R.eguli.erventil für die ursprüngliche Flüssigkeit, die einen Kofilenwasiserstoff enthält, durch ein Regulierven@ti;l für eine anreichernde Hilfsflüs,s.igkeit, durch d @ruckbetütigte Glieder für .diese Ventile:, durch je eine Druclc1carn@mer in Verbindung mit jedem dieser Glieder, wovon die eine mit dem Venturiroihr undi die andere mit dem Einlaßverteilerrohr verbunden ist. g. Brennstoffzufdh;rvorric'htun.g nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Zufuhrrobr für die Hilfsflüssigkeit, das zu ,dem Einführungssystem führt und ein Regulierventil aufweist. und, durch Mittel zur Betätigung dieses Ventils ,durch die Unterdrucke im Venturirohr und im Ei:nlaßverteilerrahr, bestehend: aus zwei durch Unterdmuc k betätigten. Teilen, wobei der ..erste Teil in Verbindung mit dem Venturirohr und der zweite Teil in Verbindung mit dem Ein.laßverteilerrohr :steht. io. Brennstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch! 7, gekennzeichnet durch Reguliermittel. um eine zusätzliche Brennstoffzufuhr vom Zufuh.rrohr zum Einlaßverteilerrohr zu regeln, bestehend aus einer Zufuhrvorrichtung für den Hilfsbrennstoff zum Luft-Brennstoff-Einl:aßverteilerrahr, einem Regulierventi.l für diese Hilfsbrenn:stoffzufuhr, -einer Steuervorrichtung für dieses Ventil, einem Paar druckbetätigter Glieder, die dieses Ventil bewegen, je einer Druckkammer, -die mit jedem dieser Glieder verbunden ist, wobei eine derselben in offener Verbindung mit dem Venturirohr steht und die andere mit -dem Einl,aßverteiderrohr verbunden ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 380 073, 716 328, 438801-