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Oberflächenvergaser Die Erfindung bezieht sich auf einen Oberflächenvergaser
mit einem tellerförmigen Luft- -ventil, welches eine Brennstoffnadel trägt. Es ist
insbesondere bei Spritzvergasern bekannt, durch die Brennstoffnadel die aus einem
Fallbehälter zufließende Brennstoffmenge zu steuern.
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Der Zweck vorliegender Erfindung ist, einen Vergaser zu schaffen,
der sowohl als Oberflächenvergaser als auch als Spritzvergaser wirkt. Dieses wird
durch die Erfindung dadurch erreicht, däß die bei. geringem Ventilhub durch die
Nadel dosierte Brennstoffmenge in den Hohlraum des Ventiltellers hineinsickert und
sich hier derart ausbreitet,- daß sie sich . mit der ausschließlich durch den Hohlraum
streichenden Verbrennungsluft vermischt, so daß der Vergaser bei Leerlauf bzw. kleinerer
Belastung der Maschine als Oberflächenvergaser wirkt. - Bei größerer Last dagegen
und weiterer Freigabe der Durchtrittsöffnung wird . der Brennstoff durch die Wirkung
der mit ä großer Geschwindigkeit vorbeistreichenden Mischluft herausgerissen, so,
daß er in den hohlen Ventilteller hineinspritzt und durch Abheben des Tellerrandes.
von seinem Sitz auch Luft um. den Teller herum strömt und sich vor den Austrittsöffnungen
des Hohlraumes mit dem in diesen gebildeten Primär- ` gemisch vermengt, wobei die
Zusatzluft auf den Gemischinhalt des Hohlraumes eine derartige Unterdruckwirkung
ausübt, daß bei der zweiten Gemischbildung am Tellerumfang eine Spritzvergaserwirkung
stattfindet. Hieraus ist ersichtlich, daß der Brennstoff im Spritzvergaserbereich
zweimal der Saugwirkung der vorbeiströmenden Luft unterworfen wird, wodurch der
schwimmerlose Vergaser sehr unempfindlich gegen Niveauschwankungen im Hauptbrennstoffbehälter
wird.
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Wie aus den Abbildungen ersichtlich, besitzt der Vergaser einen Zerstäuberkopf,
der auch die Dosierungsnadel für den flüssigen Brennstoff trägt, wobei das Ganze
als ein an einer Feder aufgehängtes einziges Rückschlagventil angesehen werden kann,
welches sowohl Luft als auch Brennstoff beim Stillstand der Maschine vollkommen
abschließt, so daß ein Schwimmer nicht erforderlich ist; diese Eigenschaft macht
es möglich, den Vergaser in normaler als auch in entgegengesetzter Lage zur üblichen
an der Maschine anzubauen, d. h. der ganze Vergaser kann sozusagen auf den Kopf
gestellt werden und das Brennstoffzuführungsrohr von oben an den Vergaser angeschlossen
und der Brennstoffzufluß für die Vergasung im Gegensatz zu den - bekannten down-draft
carburetters ebenfalls von oben her mit Druck erfolgen.
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Die Erfindung ist in den beiliegenden Abb. i bis 5 bildlich dargestellt.
Abb.
z zeigt den Zerstäuberkopf deutlichkeitshalber in vergrößertem Maßstab. Hieraus
ist ersichtlich, daß der Zerstäuberkopf ei annähernd über seinen ganzen Durchmesser
hohl gebaut ist, wobei dieser Hohlraum p als Mischraum für die erste Luftzufuhr
dient. Der Vorgang hierbei ist folgender: Die bedeutende Federspannung, mit welcher
der Zerstäuberkopf ei als Rückschlagventil auf seinen Sitz gepreßt wird, bringt
es mit sich, daß nach Überwindung dieser Federspannung lt durch die Saugwirkung
der Maschine der Luft- und Brennstoffaustritt mit erheblicher Geschwindigkeit erfolgt.
Der Brennstoff stößt hierbei auf den konischen Sitzteil q der Dosierungsnadel
d
und wird radial im ganzen Kreis verteilt; hierbei prallt er auf die gegenüberliegende
Wand y des Zerstäuberkopfes e1, dabei eine mit zunehmendem Durchmesser entsprechend
zunehmende feinere Verteilung annehmend. Es sind Anordnungen bekannt, bei denen
ebenfalls eine Feder angewandt wird, um den Brennstoffzufluß zu regulieren, jedoch
findet bei diesen bekannten Anordnungen der Brennstoffaustritt in einem besonderen,
vom Mischraum getrennten Raum statt, von wo aus er in Tropfenform oder als feiner
Strahl in den Mischraum gelangt, und zwar an einer Stelle, wo die Geschwindigkeit
der eintretenden Mischluft schon verlorengegangen ist, während bei der vorliegenden
Erfindung der Zutritt der Mischluft ringförmig bei s um den Brennstoffstrahl erfolgt
und infolge des geringeren spezifischen Gewichtes der Luft eine weit höhere Geschwindigkeit
hat, mit der die Mischluft gegen die fein verteilte Brennstoffschicht anprallt.
Hierbei wird die Mischluft rechtwinklig oder annähernd radial über den ganzen Kreis
hinweg abgelenkt. Da aber der Mischraum p innerhalb des Zerstäuberkopfes e1 größer
als der Lufteintrittsquerschnitt s ist, so findet beim Anprall auf die Zerstäuberwand
y bzw. Brennstoffschicht eine erhebliche Wirbelbildung statt, die sich in Wärme
umsetzt, was den Vergaservorgang bedeutend unterstützt.
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Die Konstruktion des Vergasers bringt es mit sich, daß nur eine Brennstoffzuflußöffnung
t vorhanden ist, so daß beim Leerlauf der Durchtritt für die erforderliche geringe
Brennstoffmenge durch die geringe Bewegung der konischen Nadel d derartig gedrosselt
ist, daß die Austrittsgeschwindigkeit infolge auftretender Reibung im schmalen Spalt
nur sehr gering ist. Die Folge davon ist, daß der Zerstäubungsprozeß hierunter leidet.
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Wird nun der Vergaser gemäß der Erfindung so eingebaut, daß der Brennstoff
am Konus vorbei durch sein Schwergewicht von oben auf die horizontale oder annähernd
horizontale Wand r im Zerstäuberkopf sickert und diese auf seiner ganzen oder annähernd
ganzen Fläche befeuchtet, und streicht hierüber der ringförmig eintretende Luftstrahl
hinweg, so findet eine vollkommene Verdunstung des Brennstoffs und zugleich eine
innige Mischung mit der Luft statt, wodurch ein äußerst gleichmäßiges Arbeiten der
Maschine erzielt wird. Die praktischen Ergebnisse haben den einwandfreien Beweis
erbracht, daß man auf dem direkten Gang, den der Wagen bei Vollast über xoo km/Std.-Geschwindigkeit
hat, dauernd bis auf 3 km/Std.-Geschwindigkeit herabgehen kann, ohne das geringste
Stottern der Maschine befürchten zu müssen.
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Dies gute Ergebnis wird auch zum Teil durch folgende Ausführung des
Vergasers unterstützt. Um einen sicheren Brennstoffabschluß beim Stillstand der
Maschine zu erzielen, wird der konische Sitz q der Dosierungsnadel
d allein dazu verwandt, um die Hubbewegung des Zerstäuberkopfes ei in der
Abschlußrichtung zu begrenzen, während der Zerstäuberkopf ei in seiner letzten Hubbewegung
den Luftdurch= tritt kolbenartig in einen zylindrischen Teil des Hauptluftweges
absperrt, so daß im Leerlauf, wenn die Hubbewegung des Zerstäuberkopfes gering ist,
die gesamte für die , Verbrennung dienende Luft in Ringform um den austretenden
Brennstoff strömt und über die vom Brennstoff angefeuchtete Wand im Zerstäuberkopf
streicht und damit den Brennstoff verdünstet, so daß man den Vergaser in diesem
Arbeitsbereich als Oberflächenvergaser bezeichnen muß. Wird" nun die Maschine belastet,
was durch weiteres Öffnen der Drosselklappe k geschieht, so hebt resp. senkt sich
der Zerstäuberkopf ei entsprechend. Der Spalt für den Durchtritt des Brennstoffes
wird vergrößert, so daß die Reibung annähernd verschwindet und der Brennstoff niui
radial über den Konus q der Dosierungsnadel d gegen die Zerstäuberwand
y spritzt, wo er vom ringförmig eintretenden Luftstrahl s erfaßt und der Hauptverbrennungsluft
in fein zerstäubtem Zustande durch eine große Anzahl Düsen zugeführt wird, so daß
eine Kombination von Oberflächen- und Spritzvergaser entsteht.
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Versuche mit diesem neuartigen Vergaser haben ergeben, daß bei gegebenen
Durchtrittsöffnungen für Brennstoff und Luft eine Gemischanreicherung stattfindet,
wenn die Federspannung h erhöht wird, die den Luft- und Brennstoffaustritt erschwert.
Anderseits ist es allgemein bekannt, daß bei erhöhter Lufttemperatur, wie es z.
B. im Sommer gegenüber den Wintermonaten eintritt, ebenfalls eine Gemischanreicherung
stattfindet, so daß bei Vergasern mit kalibrierten Düsen beim Jahreswechsel vielfach
ein Umtausch solcher Düsen vorgenommen werden muß.
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Die zuerst erwähnte Erkenntnis wird nun dazu benutzt, um Unregelmäßigkeiten
der
zweiten zu beheben. Zu diesem Zwecke ist der fixierte Punkt
r der Feder h für den Zerstäuberkopf e1 bei w und w1 einstellbar angeordnet
(s. hierzu Abb. i und 3), so daß die Feder je nach Jahreszeit mehr oder weniger
angespannt werden kann, wodurch eine stets gleichmäßige Gemischzusammensetzung erzielt
wird.
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Diese Anordnung ist auch dann von Vorteil und kann zur Einregulierung
des Vergasers dienen, wenn z. B. in dem einen Wagen Fallbenzin, in dem andern dagegen
Saugbenzin dem Vergaser zufließt. Im ersten Fall wird die Federspannung etwas geringer,
im zweiten etwas erhöht ein gleichmäßiges Gemisch liefern, ohne sonstige Änderungen
im Vergaser vornehmen zu müssen.
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Abb. q. zeigt eine andere Möglichkeit der Brennstoffzuführung von
oben, und zwar mit seitlicher Anordnung der Benzinleitung.
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Es ist selbstverständlich, daß man diesen neuen Vergaser auch mit
einem Schwimmergehäuse, wie in Abb.5 dargestellt, versehen kann, wenn der Brennstoffzufluß
von oben erfolgt und man die geringen Schwankungen, die durch wechselnden Niveaustand
im Hauptbrennstoffbehälter auftreten, vermeiden will.
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Bei einem Vergaser der vorstehenden Bauart hat sich in der Praxis
die folgende Wirkung ergeben: Bei jeder Drosselklappenstellung, außer bei voll geöffneter
Drosselklappe, stellt sich ein größeres oder geringeres Vakuum zwischen Drosselklappe
und Maschine ein. Soll nun eine Beschleunigung der Maschine erfölgen, nachdem sie
in gedrosseltem Zustande eine geringere Arbeit abgegeben hat, so hat die Betätigung
der Drosselklappe zur Folge, daß das bestehende Vakuum schlagartig auf den Zerstäuberkopf
wirkt. Hierdurch wird der Zerstäuberkopf, welcher bekanntlich in seiner jeweiligen
Läge durch eine Feder und die bestehende Druckdifferenz gehalten wird, einen bedeutenden
Ausschlag ausüben. Letzterer geht wesentlich über die Stellung hinaus, die der Zerstäuberkopf
nach erfolgtem Druckausgleich wieder einnimmt und die der Lage der neuen Drosselklappenstellung
entspricht.
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Von dieser auftretenden Wirkung wird gemäß der Erfindung nun dahingehend
Gebrauch gemacht, daß sie zur Beschleunigung der Maschine bzw. des Fahrzeuges durch
Gemischanreicherung herangezogen wird. Die Anordnung, nach welcher der Brennstoff
von oben unter Druck dem Vergaser zufließt, bringt es mit sich, daß der Zerstäuberkopf,
wenn er den Ausschlag vollführt und hierbei die Dosierungsnadel für den flüssigen
Brennstoff mit sich reißt, ein größeres Quantum flüssigen Brennstoffes in den Zerstäuberkopf
befördert. Die Maschine selbst mit ihrer Belastung kann infolge ihres weit größeren
Trägheitsmomentes als das des Feder belasteten Zerstäuberkopfes nicht annähernd
so schnell ihre Drehzahl erhöhen, als dies bei konstantem Lauf sonst der Stellung
des Zerstäuberkopfes entsprechen würde. Hierbei wird der Luftzutritt im Vergaser
nur dem Lauf der Maschine entsprechen, während der Brennstoff infolge des Überdruckes,
wie bereits gesagt, hineinspritzt. Die Unterdrucksetzung des Brennstoffes kann in
beliebiger Art erfolgen, z. B. dadurch, daß man den Schwimmer, wenn ein solcher
angewandt wird, räumlich vom Vergaser trennt und höher legt, oder es kann eine Brennstoffpumpe
zur Anwendung kommen, resp. man kann einen Luftdruck auf den Benzintank schaffen
o. dgl. mehr. Erforderlich ist nur, daß der Brennstoff durch sein Schwergewicht
bei Freigabe oder Vergrößerung der Durchtrittsöffnung in den Zerstäuberkopf hineinspritzt,
auch wenn hier kein Unterdruck herrscht.