DE1012122B - UEberdrehzahlregler fuer mit fluessigen oder gasfoermigen Kraftstoffen angetriebene Ottomotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Überdrehzahlregler für mit flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffen angetriebene Ottomotoren, durch welchen die Menge der dem Motor zugeführten Luft oder des Gemisches von einem Ventil geregelt wird, dessen als Drehschieber ausgeführter, mit einem schräg unter dessen Achse gelegenen Gegengewicht verbundener Ventilkörper mit Hilfe des dynamischen Druckes der strömenden Luft bzw. des Gemisches auf eine an dem Schieber befestigte Schaufel verstellbar ist, die als Scheibenkolben im Reglergehäuse schwenkbar und dichtend angeordnet ist und eine Kammer im Reglergehäuse in einen oberen und einen unteren Raum unterteilt.

Der Hauptzweck der Erfindung ist der, die tatsächliche Höchstgeschwindigkeit bei gewissen Arten von Kraftfahrzeugen derart zu beschränken, daß sich diese Geschwindigkeit bei in normaler Weise wechselnder Belastung des Motors nicht wesentlich verändert und daß gleichzeitig das Beschleunigungsvermögen der Fahrzeuge nicht sehr fühlbar geschwächt wird. Die Erfindung bezweckt auch, diese Wirkung unter Anwendung eines Überdrehzahlreglers zu erreichen, welcher leicht anzubringen ist und wenig bewegliche Teile hat.

Eine Verminderung der höchstmöglichen Drehzahl eines Verbrennungsmotors wird im allgemeinen durch einen Zentrifugalregler bewirkt, der bei Neigung zum Überschreiten einer gewissen Drehzahl des Motors die Kraftstoffzufuhr herabsetzt. Ein solcher Regler ist gewöhnlich über ein Zahnradgetriebe mit der Motorwelle gekuppelt. Überhaupt kann die Eigenbewegung der Motorwelle in vielerlei Weise zu einer selbsttätigen Drehzahlregelung ausgenutzt werden. Bei Verbrennungsmotoren kann die Kraftstoff- oder Luftzufuhr auch selbsttätig von dem Druck und der Geschwindigkeit der angesogenen Luft oder des Luft-Kraftstoff-Gemisches geregelt werden. Es ist bekannt, daß diese Möglichkeit unter anderem zur Sicherung einer genügenden Kraftstoffzufuhr bei gewissen selbstspeisenden Vergasern ausgenutzt werden kann. Die genannte Wirkung wird dadurch erzielt, daß der Vergaser im Lufteintritt mit einer Luftklappe versehen ist, die

— verursacht durch den Druck eines Gegengewichts ·— bestrebt ist, sich zu schließen, bei wechselndem Unterdruck im Vergaser jedoch durch den Atmosphärendruck mehr oder weniger geöffnet wird. Durch diese Vorrichtung wird bei niedriger Drehzahl des Motors der Luftstrom im Lufteintritt des Vergasers gehemmt, so daß der Unterdruck in der Mischkammer und

— mittels einer Rohrleitung vom Lufteintritt her — auch im Schwimmergehäuse des Vergasers verstärkt wird, und somit auch das Vermögen des Vergasers, Kraftstoff sowohl aus dem Tank zur Schwimmerkammer als auch aus der letzteren zur Mischkammer Überdrehzahlregler für mit flüssigen

oder gasförmigen Kraftstoffen

angetriebene Ottomotoren

Anmelder:
Dr. jur. Tore Strömberg, Lund (Schweden)

Vertreter: Dr. M. Schneider und Dr. A. Eitel,
Patentanwälte, Nürnberg, Hauptmarkt 29

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 26. Januar 1955

Dr. jur. Tore Strömberg, Lund (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

heranzusaugen, was unter besonderen Betriebsverhältnissen erwünscht ist. Es handelt sich bei der erwähnten Vorrichtung nicht um eine eigentliche Geschwindigkeitsregelung, sondern um eine Verbesserung des Motoreffekts bei erhöhter Belastung. Bei Vergasermotoren (und auch bei gewissen anderen Verbrennungsmotoren) kann aber eine Drehzahlregelung im gewöhnlichen Sinne dadurch erreicht werden, daß nicht nur die Kraftstoffzufuhr, sondern auch die Luftzufuhr des Motors von den Abänderungen des Druckes und der Geschwindigkeit der angesogenen Luft oder des Gemisches beeinflußt wird. Ein Beispiel für dieses Verfahren stellt folgende (bereits bekannte) Vorrichtung dar. Auf dem Wege zu den Verbrennungsräumen des Motors durchströmt die Luft (bzw. das Gemisch) ein zylindrisches Ventilgehäuse, dessen Achse im rechten Winkel zur Längsrichtung des Eintrittskanals steht. Die Eintrittsöffnung des Ventilgehäuses kann mit Hilfe einer Klappe verstellt werden.

Diese Klappe, deren Oberfläche zylindrisch ist, verdeckt in ihrer Ruhelage die eine Seite des Λ/entilgehäuses und ist um eine in der Achse des Gehäuses angebrachte Spindel schwenkbar. Ein ebener Scheibenkolben ist derart mit der Klappe verbunden, daß er an

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derselben Spindel radial, und der Klappe entgegengesetzt befestigt ist und den Zwischenraum zwischen der Spindel und der Wandung des Ventilgehäuses ausfüllt, so daß der gesamte Luftstrom zwischen' der Klappe und der-Ventilspindel hindurch muß.. Infolge des Druckes des Luftstromes auf den Scheibenkolben versucht dieser die Klappe so zu drehen, daß die Eintrittsöffnung des Ventilgehäuses geschlossen wird. Ein Gegengewicht; das-an der Ventilspindel befestigt

Vorrichtung zur Schwimmerkammerregelung als auch den Überdrehzahlregler auf derselben Zeichnung unterbringen zu können, nehmen sie hier eine andere Stellung zueinander ein, als in der Beschreibung vor-5 ausgesetzt wird. Durch den Schnitt werden sämtliche Vorrichtungen in zwei symmetrische Hälften unterteilt.

Die wirksamen Teile des Überdrehzahlreglers sind in einem Gehäuse enthalten, durch welches der Luftist, verhindert jedoch, daß die Klappe sich zu schlie- io bzw. Gemischstrom auf seinem Wege von der Umßen beginnt, ehe der Motor eine gewisse Drehzahl gebung bzw. der Umgebung und dem Gasvorrat zu erreicht hat. Während der Luftstrom von der Klappe den Verbrennungsräumen des Motors strömt. Das gedrosselt wird, wird der Druck desselben auf den Gehäuse ist in erster Linie dazu bestimmt, zwischen Scheibenkolben vermindert, was geeignet ist, der Vor- dem Luftreiniger und dem Vergaser eines Kraftfahrrichtung eine regelnde Wirkung auf die Drehzahl des 15 zeugmotors angebracht zu werden, und in der weite-Motors zu geben. Diese bereits bekannte Vorrichtung ren Beschreibung wird dies auch vorausgesetzt. Eine kann jedoch kaum mit der notwendigen Präzision obere Eintrittsöffnung 1 im Gehäuse führt vom Luftarbeiten. Bei Vergasermotoren dürfte außerdem die reiniger über eine Eintrittskammer 2 zu einem Ventil, grundsätzliche Lösung an sich unbefriedigend sein. bestehend aus einem Ventilkörper in Form eines Wenn der Regler zwischen dem Vergaser und den 20 Drehschiebers 3 und einem diesen umgebenden Schie-Zylindern angebracht wird, dürfte nämlich sowohl die bergehäuse 4. Der Schieber 3 liegt waagerecht und ist Funktion des Motors als auch die des Reglers durch halbzylindrisch. Das Schiebergehäuse 4 besteht aus Kondensierung des Kraftstoffes im Regler gestört einem den Schieber 3 umgebenden Rohr mit geschloswerden, und wenn er statt dessen vor dem Vergaser senen Enden und zwei diametral gelegenen breiten ohne jegliche Zusatzvorrichtung angebracht wird, ver- 25 Ausschnitten, von denen der eine, 5, welcher direkt an ursacht er bei seiner Funktion, also bei größerer die Eintrittskammer 2 angeschlossen ist, kleiner ist Klappenöffnung im Vergaser und höherer Drehzahl (und sich zweckmäßigerweise nach oben verjüngt) und des Motors, einen kräftigen Druckfall in der Misch- der andere, 6, größer. Das Gehäuse ist durch feste kammer des Vergasers, so daß der Motor im Ver- Trennwände derart unterteilt, daß alle durch die Einhältnis zu der (verminderten) Hauptluftmenge viel zu 30 trittsöffnung eintretende Luft gezwungen ist, durch viel Kraftstoff erhält. das Ventil 3, 4 zu strömen, bevor sie das Gehäuse ver-

Zur Verbesserung der regelnden Wirkung ist der läßt und ihren Lauf durch den Vergaser fortsetzt. Überdrehzahlregler gemäß vorliegender Erfindung Wenn der Schieber 3 um seine Achse hin- und hergederart konstruiert, daß die an dem Schieber befestigte dreht wird, deckt er den kleineren Ausschnitt 5 mehr Schaufel eine konkave, den Strom ablenkende Fläche 35 oder weniger ab, so daß die Strömung der Luft durch aufweist, die die Fortsetzung einer sich diametral er- das Gehäuse sukzessiv erleichtert bzw. erschwert wird, streckenden ebenen Fläche des Schiebers bildet, und Aus dem Ventil 3, 4 gelangt der Luftstrom in eine daß die Schaufel in ihrem radial äußeren Teil für die Kammer 7, 8, und durch eine Austrittsöffnung 9 im fortgesetzte Strömung der Luft bzw. des Gemisches Boden dieser Kammer strömt er vom Reglergehäuse eine Öffnung aufweist, an welche sich ein an der \o in den Vergaser. Die ebene, rechteckige obere Fläche Schaufel befestigtes Rohr anschließt, das derart ge- des Schiebers 3 ist mittels einer nach oben abgebogebogen ist, daß seine Austrittsöffnung in der Höhe des nen, sich durch die Kammer 7, 8 erstreckenden Schau-Ventils zu liegen kommt. Hierdurch wird der Druck fei 10 etwa in der Richtung des Luftstromes verländer Luft bzw. des Gemisches in weit höherem Grade gert. Diese Schaufel ist als Scheibenkolben ausgeführt, ausgenutzt, so daß eine erhöhte Empfindlichkeit und 45 im Reglergehäuse schwenkbar und dichtend angeord-Stabilität erzielt wird. Der Erfindung gemäß ist der net und unterteilt die Kammer 7, 8 in einen oberen Überdrehzahlregler außerdem dadurch gekennzeichnet, Raum 7 und einen unteren Raum 8. Die Schaufel 10 daß eine verhältnismäßig enge Rohrleitung mittels hat also eine konkave, den Strom ablenkende Fläche, eines Dreiwegeventils den oberen Raum im Regler an die die Fortsetzung einer sich diametral erstreckenden den Luftraum des Vergaserschwimmergehäuses an- 5° ebenen Fläche des Schiebers 3 bildet. In dem radial

schließt und daß der als Drehschieber ausgeführte
Ventilkörper des Dreiwegeventils halbzylindrisch gestaltet und mit dem Reglerschieber derart verbunden
ist, daß er in der Ruhelage des Reglerschiebers eine

äußeren Teil der Schaufel 10 ist eine breite rechteckige
Öffnung 11 vorgesehen, die die Eintrittsöffnung zu
einem an der Unterseite der Schaufel 10 befestigten
Röhr 12 mit konstantem Durchtrittsquerschnitt

zur Mischkammer des Vergasers führende Rohrleitung 55 bildet, das so gebogen ist, daß die Austrittsöffnung in abschließt und in den Drossellagen des Reglerschiebers der Nähe des Ventils 3, 4 zu liegen kommt. Der diese Rohrleitung öffnet, so daß sie sowohl an den Schieber 3, die Schaufel 10 und das Rohr 12 bilden oberen Raum des Reglers als auch an den Luftraum einen zusammenhängenden Teil, welcher um die Achse des Schwimmergehäuses angeschlossen wird. Diese des Schiebers drehbar ist. Wenn dieser Teil vor- und Vorrichtung bezweckt die Aufrechterhaltung eines 60 zurückgedreht wird, wird also das Ventil Z₁ 4 bei dem normalen Mischungsverhältnisses zwischen Luft und kleineren Ausschnitt 5 geschlossen und wieder geKraftstoff, auch wenn der Regler seine drosselnde öffnet. In der Ruhelage des Reglers wird aber das Wirkung auf die Luftzufuhr ausübt. Ventil 3, 4 von einem Gegengewicht 14 völlig offen Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeich- gehalten. Das Gegengewicht 14 ist direkt oder indirekt nung näher beschrieben werden. Die Zeichnung stellt 65 am Schieber 3 befestigt und befindet sich schräg unter schematisch einen Vertikalschnitt durch den Überdreh- dessen Achse auf der von der Schaufel 10 abgewandten zahlregier und die Vorrichtung zur Schwimmer- Seite des Schiebers 3. :: kammerregelung in Zusammenwirkung mit einem Wenn der Motor in Betrieb ist, wird der Luftstrom Fallvergaser dar, wobei gewisse, für die Beschreibung durch das Gehäuse sowohl gegen die konkave Obeftunnöiige Einzelteile weggelassen sind. Um sowohl die 70 seite der Schaufel 10 als auch gegen die konkave. Wamf

Claims (2)

des Rohres 12 hin abgelenkt. Hierdurch wird an diesen Flächen ein Überdruck hervorgerufen. Dadurch, daß der Luftstrom gegen die Schaufel 10 und im Rohr 12 abgebremst wird, entsteht außerdem ein Unterdruck im unteren Raum 8 der Kammer im Verhältnis zum Luftdruck im oberen Raum 7. Somit wird eine Kraft erzeugt, die bestrebt ist, die Schaufel 10 nach unten zu führen und somit das Ventil 3, 4 zu schließen. Es wird aber vorausgesetzt, daß das Gegengewicht* 14 derart bemessen ist, daß das Ventil 3, 4 trotz der ge- ίο nannten Kraft völlig offen bleibt, wenn der Motor mit niedriger oder mäßiger Drehzahl läuft, auch wenn die Klappenöffnung im Vergaser am größten ist, entweder infolge hoher Belastung des Motors oder zu dem Zweck, die Motortätigkeit zu beschleunigen. Während der Motor immer schneller läuft und die Luft immer schneller durch das Reglergehäuse strömt, steigt der Druck der Luft gegen die Schaufel 10 und das Rohr 12. Der Druck wird allmählich so hoch, daß die zurückhaltende Kraft des Gegengewichts 14 trotz des erhöhten Drehmoments überwunden wird und das Ventil 3, 4 infolgedessen beginnt, sich durch die Drehung des Schiebers 3 zu schließen. Der Drosselung des Luftstromes zufolge sinkt der Druck auf der Eintrittsseite des Motors und in der Mischkammer des Ver- gasers, was bewirkt, daß die (stärker verdünnte) Luft noch schneller durch das Reglergehäuse strömt und dadurch einen ebenso hohen oder noch etwas höheren Druck als vorher auf die Schaufel 10 und das Rohr 12 ausübt. Da sich das Gegengewicht 14 während der Drehung der beweglichen Teile im horizontalen Sinne immer weiter von der Achse des Schiebers 3 entfernt, nimmt dessen zurückhaltende Kraft jedoch zu, so daß es bestrebt ist, die beweglichen Teile in stabiler Gleichgewichtslage zu halten. Durch die Verminderung der Öffnung im Ventil 3, 4 erhält der Motor allmählich geringere Luftzufuhr, so daß die Beschleunigung sinkt und bald aufhört, wonach die Drehzahl des Motors unter der Voraussetzung einer unveränderten Belastung konstant bleibt. Steigt die Belastung des Motors, so beginnt seine Drehzahl selbstverständlich zu sinken; dadurch wird aber die Öffnung des Ventils 3, 4 wieder erweitert, und der Motor erhält somit je Drehung mehr Luftgemisch, so daß die Verminderung der Drehzahl bald aufhört, sofern die Belastung nicht zu stark zugenommen hat. Verringert sich dagegen die Belastung des Motors, ist der Vorgang entgegengesetzt. Durch Ausschleifungen in der Wandung der Kammer 7, 8 kann der Spielraum um die Schaufel 10 zu Beginn ihrer Bewegung vergrößert werden, so daß der Regler erst bei einer Geschwindigkeit, die der Höchstgeschwindigkeit ziemlich nahe liegt, in Wirksamkeit tritt. In der im folgenden beschriebenen Weise wird mittels der Vorrichtung zur Schwimmerkammerregelung verhindert, daß die Druckdifferenz zwischen der Mischkammer des Vergasers und dessen Schwimmergehäuse gestört wird. Eine verhältnismäßig enge Rohrleitung 15,16 schließt mittels eines Dreiwegeventils 17,18 den oberen Raum 7 im Reglergehäuse an den Luftraum des Vergaserschwimmergehäuses an. Der als Drehschieber 17 ausgeführte Ventilkörper des Dreiwegeventils 17,18 ist halbzylindrisch und mit dem Reglerschieber 3 derart gekuppelt, daß er in der Ruhelage des Reglerschiebers 3 eine Öffnung 19 zu einer zur Mischkammer des Vergasers führenden Rohrleitung 20 abschließt. In den Drossellagen des Reglerschiebers 3 öffnet der Schieber 17 die Rohrleitung 20, so daß diese sowohl an den oberen Raum 7, und zwar über eine Öffnung 21 im Dreiwegeventil 17,18, als auch an den Luftraum des Schwimmergehäuses angeschlossen wird. Wenn der Motor im Betrieb Luft durch den Überdrehzahlregler ansaugt, entsteht ein Luftstrom auch in der Rohrleitung 15, 20. Bevor noch der Überdrehzahlregler zu wirken begonnen hat, wird der Luftdruck im Ventil 17,18 infolge der Lage des Ventilschiebers 17 beinahe ebenso hoch sein wie der Druck an der Eintrittsöffnung zu der oberen Rohrleitung 15; derselbe Luftdruck wird mittels der zum Schwimmergehäuse führenden Rohrleitung 16 auch im Luftraum dieses Gehäuses vorherrschen. Wenn sich der Motor der Höchstdrehzahl nähert und der Überdrehzahlregler somit zu wirken beginnt, was einen weiteren Druckfall in der Mischkammer zur Folge hat, wird der Drehschieber 17 derart verstellt, daß sich der Luftdruck im Innern des Ventils 17,18 — und damit auch im Luftraum des Schwimmergehäuses ·— trotz zunehmender Drehzahl des Motors dem (absinkenden) Luftdruck in der Mischkammer mehr und mehr nähert oder aber diesen Luftdruck zum mindesten nicht mehr als vorher übersteigt. Dies bedeutet, daß die erwünschte Druckdifferenz zwischen den Luftraum im Schwimmergehäuse und in der Mischkammer erreicht wird, obwohl der Überdrehzahlregler den Druck in der Mischkammer unter den bei den vorherrschenden Verhältnissen gewöhnlichen Druck herabgesetzt hat. Dadurch läßt sich das Mischungsverhältnis zwischen Luft und Kraftstoff normal halten. Zur Erzielung dieses Ergebnisses ist es selbstverständlich erforderlich, daß die Abmessungen der besonderen Teile der Vorrichtung zur Schwimmerkammerregelung, insbesondere Größe und Form der Öffnungen 19 und 21, durch Versuche festgelegt worden sind. P Λ τ κ χ T A N S P R Ü C H E:

1. Überdrehzahlregler für mit flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffen angetriebene Ottomotoren, durch welchen die Menge der dem Motor zugeführten Luft oder des Gemisches von einem Ventil geregelt wird, dessen als Drehschieber ausgeführter, mit einem schräg unter dessen Achse gelegenen Gegengewicht verbundener Ventilkörper mit Hilfe des dynamischen Druckes der strömenden Luft bzw. des Gemisches auf eine an dem Schieber befestigte Schaufel verstellbar ist, die als Scheibenkolben im Reglergehäuse schwenkbar und dichtend angeordnet ist und eine Kammer im Reglergehäuse in einen oberen und einen unteren Raum unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel (10) eine konkave, den Strom ablenkende Fläche aufweist, die die Fortsetzung einer sich diametral erstreckenden ebenen Fläche des Schiebers (3) bildet, und daß die Schaufel (10) in ihrem radial äußeren Teil für die fortgesetzte Strömung der Luft bzw. des Gemisches eine Öffnung (11) aufweist, an welche sich ein an der Schaufel (10) befestigtes Rohr (12) anschließt, das derart gebogen ist, daß seine Austrittsöffnung (13) in der Nähe des Ventils zu liegen kommt.

2. Überdrehzahlregler gemäß Anspruch 1 für Verbrennungsmotoren mit Vergaser, dadurch gekennzeichnet, daß eine verhältnismäßig enge Rohrleitung (15,16) mittels eines Dreiwegeventils (17,18) den oberen Raum im Regler an den Luftraum des Vergaserschwimmergehäuses anschließt und daß der als Drehschieber (17) ausgeführte Ventilkörper des Dreiwegeventils halbzylindrisch

gestaltet und mit dem Reglerschieber (3) derart verbunden ist, daß er in der Ruhelage des Reglerschiebers (3) eine zur Mischkammer des Vergasers führende Rohrleitung (20) abschließt und in den Drossellagen des Reglerschiebers (3) diese Rohrleitung (20) öffnet, so daß sie sowohl an den

oberen Raum (7) des Reglers als auch an den Luftraum des Schwimmergehäuses angeschlossen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 16 660 vom Jahre 1908; USA.-Patentschriften Nr. 2 080 570, 2 145 672.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen