DE1476166A1

DE1476166A1 - Vorrichtung zur Verminderung des CO-Gehaltes der Abgase an gemischverdichtenden Vergasermaschinen od.dgl.

Info

Publication number: DE1476166A1
Application number: DE19651476166
Authority: DE
Inventors: Erich Bruselat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-09-18
Filing date: 1965-02-23
Publication date: 1969-06-19
Also published as: GB1117487A; DE1476162A1; DE1476161A1

Description

Erich. Bruselat, Prilly-Lausanne (Schweiz)

Avenue de la £apille 6.

"Vorrichtung zur Verminderung des CO-G-ehaltes der Abgase
an gemisohverdichtenden Vergasermasohineη odedgl»"
(Zusatz zu Patentanmeldung B. 78 590 Ia/46o ).

Die Erfindung bezieht sioh auf eine Vorrichtung zur Verminderung des GO-Gehaltes der Abgase an gemisohverdichtenden Vergasermasohineη oder ähnlichen Maschinen mittels Zuführung von Zusatzluft bzw_e eines Nebengasgemisches zu dem durch die iJinlaßleitung strömenden Brennstoffluftgemisoh hinter dem

gas
Drosselorgan, wobei die Zusatzluft bzw_e das Uebetfgemisoh in Abhängigkeit von der Öffnungsbewegung zunäohst erhöht und
hierauf wieder verringert wird, insbesondere naoh Patent .β... (B 7ö 590 IaAöo²!« Wie die Versuche gezeigt haben, kann dadurch der ÖO-Gehalt über den ganzen Belastungsbereioh außerordentlich niedrig gehalten werden, wobei vor allem die normalerweise auftretenden hohen Spitzen des OO-Gehaltes im unteren Drehzahlbereioh praktisch vollständig beseitigt werden können. Gleichzeitig kann auch der Brennstoffverbrauch erheblich gesenkt werden«

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•Bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent wird der Kegler zur Regelung der Zusatzluft bzw. des KebengasgemischesOetwa auch

entsprechend der Zusatzanmeldung B 79 ^⁸¹ Ia/46c ). durch einen Nocken gesteuert, welcher auf der Welle der Drosselklappe angeordnet ist ο Ein solcher iMocken ermöglicht praktisch jedoch nur ein verhältnismäßig allmähliches Erhöhen und Verringern der Zusatzluft bzw· des Imebengasgemisoh.es, was jedoch, wie sich herausgestellt hat, den zur Verringerung des CO-Gehaltes notwendigen Erfordernissen nicht ganz entspricht. Außerdem treten Heibungs- und Abnutzungserscheinungen am docken auf. Auch ist w der im Hauptpatent vorgesehene Kegler verhältnismäßig sperrig und kann daher nicht in allen Fällen ohne weiteres untergebracht werdene

Aufgabe der Erfindung ist es, die mit der Erfindung des Hauptpatentes angestrebte »/irkung einer Verringerung des CO-G-ehaltes in den Abgasen weiter zu verbessern. Darüber hinaus wird eine besonders zuverlässige, räumlich gedrängte Bauart der Vorrichtung angestrebt. Die Erfindung besteht demgemäß zu einem wesentlichen itieil darin, daß der die Menge der Zusatzluft bzw_e des iMebengasgemisohes steuernde Kegler durch eine Kurbelsohlinge gesteuert wird* Vorzugsweise ist zu diesem Zweck die insbesondere auf der Achse des Drosselorgans angeordnete Kurbel mit Bezug auf das an sie angelenkte, den Kegler steuernde Gestänge derart angeordnet, daß bei geschlossenem Drosselorgan die Kurbel etwa senkrecht zu dem steuernden Gestänge steht und beim Offnen des Drosselorgans in eine hierzu etwa parallele Lage übergeht. Hierdurch kann erreicnt werden, daß das liestänge- - in Übereinstimmung mit dem bisher im unteren .öeiastungsbereich steil ansteigenden und alsdann mit zunehmender Belastung wieder

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abfällenden Gü-Gehalt (siehe auch Fig. 6 der Hauptanmeldung) zunächst entsprechend der vollen Öffnungsgeschwindigkeit der Drossel -und hierauf mit abnehmender Komponente der Drosselbewegung verstellt wird. i£s erfolgt also insbesondere am Anfang der Drosselbewegung eine schnelle ■ Zunahuie der dem Brennstoffluftgemisch zuzuführenden Zusatzluft bzw. des Hebengasgemisches.

wach einem weiteren "merkmal der Erfindung weist der Regler zur Regelung der Menge der Zusatzluft bzw. des Mebengasgemisches ein in einer Bohrung gleitendes ventilschieberartiges * Regelglied mit einem am einen ünde etwa keil- oder kegelförmigen Teil una am anderen ünde einem etwa zylindrischen 'i'eil auf, derart, daß bei geschlossenem bzw. auf Leerlauf eingestelltem Drosselorgan der etwa keil- oder kegelförmige öteuerteil einen kleinen ringförmigen Durchtrittsquerschnitt freiläßt, der sich bei einem mit dem Offnen des Drosselorgans erfolgenden Verschieben aes xtegölgliedes entsprechend der Xeil- oder Kegelf one des oueuerteils vergrößert, hierauf während des größten Teils der i*röffuurigsbewögung aes jrosselorgans im wesentlichen konstant bleibt, bis kurz vor ochluß des iiröffnungshubes das deW etwa keil- oder kegelförmigen 'öteuerteil entgegengesetzte etwa zylindrische ünde in eine annähernd dem Durchmesser aesseloeti entsprecnenae itoarung eintritt und dadurch den Durchtritt squer sennit t auf nahezu x.ull verringert. Je nach dem KeiloutT ii.t=£;t;lwiui>.ol ji-anti nieruei uie vjescnviinüigkeit der Zunahme in Her -^nge a«r ^usa"Cz±uft ozw. aes iveben^asgemisches wie aucti die Abnahme dieser iienge am fclchluB des üröffnungshubes vor aiiem in Verbindung mit der ivuroelschleife geregelt und rch eine üesoiiders günstige Abstimmung erreicat werden.

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- 4 -. TfVb'IbD

Dureh die Verwendung einer Kurbelschleife anstelle eines Dockens wird gleichzeitig auch die Zuverlässigkeit und Störungsfreiheit der Regelung erhöht, da aufeinandergleitende, der Abnutzung besonders ausgesetzte Teile wie im Falle einer !Nockensteuerung vermieden werden. * '

Gleichzeitig kann der Regier eine sehr gedrängte Bauart er- " halten, indem das Kegelglied zur Regelung der Zusatzluft bzw» des lMebengasgemiscb.es innerhalb eines flachen, in das Einlaßrohr eingeschalteten scheiben- oder plattenförmigen Zwischenstückes in einer z.B. etwa radial oder tangential zum Einlaßrohr liegenden Bohrung angeordnet wird. Zur Übertragung der Drosselklappenbewegung auf das Regelglied kann hierbei in einfacher Weise ein biigelförmiges Betätigungsglied verwendet werden, welches das Regelglied von der dem Einlaßrohr gegenüberliegenden Seite betätigt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Hierbei zeigen "

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Einlaßrohr einer Vergasermaschine mit angebauter erfindungsgemäßer Regelvorrichtung,

Fig. 2 einen Grundriß hierzu, teilweise im Schnitt, Fig. 3 einen bchnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1 ,und 4,-

^₃ Fig. 4 eine Ansicht des ventilschieberartigen Regelorganes,

ο '

co teilweise im üchnitt,
co

Fig. 5 ein Diagramm fur eine Regelung des Durchtrittsquer-

sohnittes für die Zusatzluft bzw. das .Webengasgemisch,

Fig. 6 einen öchnitt durch die Einlaßrohre einer Doppelver- ··. gasermäs.cnine mit gemeinsamem angebauten icegier, teilweise im bchnitt.

In den Mg. .1 und 2.ist in der Gemischleitung 110,111 hinter dem (nicht dargestellten) Vergaser auf der Drosselklappenwelle 112' aie Tergaserdrossel 113 angeordnet, derart, daß sie sich aus der gezeichneten nahezu geschlossenen lage entgegen dem ■Uhrzeigersinn (Mg. 1) öffnen kann. Zwischen den Planschen 114 und 116 der Gemischleitung 110,111 ist ein scheiben- oder plattenförmiges Zwischenstück 115 zwischengeschaltet, das einen im Vergleich zum Querschnitt der sonstigen Gemischleitung z.B. etwas verengten Durchtrittskanal 117 aufweist. Gegebenenfalls kann der Durchtrittskanal auch unverengt sein. Auch können zur Verwirbelung des Gemisches Ablenker od.dgl. am Umfang des Durchtrittskanales 11? vorgesehen sein, wie dieses im Hauptpatent dargestellt ist. solche Ablenker können jedoch auch fehlen, da der an der Drosselklappe vorbeiströmende Luft-Brennstoff-Gemischstrom, sich im Durchtrittskanal 117 in genügender Wirbelbewegung befindet, um eine intensive Durchmischung desselben mit der Zusatzluft bzw. dem i\iebengasgemisch herbeizuführen, welches in der nachfolgend noch beschriebenen Weise dem Gemischstrom zugeführt wird.

'Δχι diesem Zweck ist in das scheiben- oder plattenförmige Zwischenstück II5 ein Hingkanal 118 eingearbeitet, der durch eine ringförmige Scheibe 119 abgedeckt ist und durch z.B. vier .bohrungen. 12U, die auf den Umfang verteilt sind, mit dem Innern des -Durchtrittskanales 117 in Verbindung steht. An den Eingkanal 11b schließt sich eine Bohrung 121 sowie eine Bohrung 122 au, die einen Bohrungsteil 123 kleineren Durchmessers und einen Bohruugsüeil 124 größeren Durchmessers aufweist, wobei beiae iJonrungsteile z.B. durch einen konisohen Übergang 125 miteinander verounden sind.

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In der etwa radial zur üinlaßleitung 110,111 angeordneten Bohrung 122 ist ein Hegelglied 126 verschiebbar gelagert. Jus weist an seinem Umfange Mhrungsrippen 127» eine konische üpitze 128 sowie an seinem entgegengesetzten üinde eine flache oder mehr oder weniger kegelstumpfförmige Fläche 129 auf, wie dieses im einzelnen in S¹Xg. 3 und 4 in größerem Maßstäbe dargestellt ist. Der Hauptteil des Eegelorganes 126 weist hierbei einen Durchmesser d auf, welcher etwas geringer ist als der Durchmesser des engeren Bohrungsteiles Ί23» so daß in der in J¹Ig. 1 dargestellten Lage des Hegelgliedes 126 zwischen diesem und der Wandung des Bohrungsteiles 123 ein - verhältnismäßig enger - Hingspalt 13Ü verbleibt.

Auf der dem flachen oder kegeIstumpfförmigen j£nde 129 des Hegelorganes zugewandten Seite weist das Zwischenstück 115 eine zur Bohrung 122 bzw. zum Hegelglied 126 gleichachsige Bohrung 131 auf, deren Durchmesser, abgesehen von einem notwendigen Passungsspiel, dem Durchmesser des Hegelorganes 126 entspricht. In.seiner (in Pig. 1) linken jündsteliung kann das Hegelglied 126 in die Bohrung 131 eintreten und dadurch diese gegen die weitere Bohrung 122 absperren.

An die Bohrung 131 schließt sich eine weitere Bohrung 132 an, die durch eine geeignete Leitung vorzugsweise mit dem Kurbelgehäuse der Brennicraftmaschine verbunden ist.

Zur verschiebbaren Verstellung des Hegelorganes 126 ist dieses durch ein Gestänge mit der Drosselklappe 113 verbunden. Zu diesem Zweck ist an einem mit der Drosselklappenwelle 112 fest= verbundenen Hebelarm 1'33 ein in Seitenansicht ü-förüiiger Lenker

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angelenkt, wobei eine Ρβαβτ 135 dem Lenker 134 ei», ge- ; '. wisses Spiel in Kippriehtung zum Gtelenkssapfen 136 gestattet. j Der Leaker 134 ist mittels ei&er Längeneiastellvorrioiitung 137 l sowie aittels Gelenkes 138 ata einen Hebelarm 139 angeschlossen, welcher bei 140 im genaueeförmigeη Zwischenstück 115 gelagert ' ist. JSr bildet mit dem mit ihm durch die Gelenkwell« HO verbundθneu, auf der gegenüberliegenden Seite des Zwischenstückes 115 angeordneten Hebelarm 141 einen zweiarmigen Hebel, an den e'in bügeiförmiges Gestängeglied 142 mittels des abgebogenen jjindes 143 seines einen Schenkels 144 gelenkig angeschlossen ist. Der andere Schenkel 145 des bügeiförmigen Gestängegliedes ist durch eine .Bohrung 146 in das Innere des gehäuseförmigen

Zwischenstückes 115 eingeführt. Er durchsetzt hierbei die Bohrurg 131 mit ringförmigem üpiel und ist mit dem Eegelglied 126 fest verbunden, indem sein ünde in eine Bohrung 147 (Pig. 4) eingesteckt und in geeigneter Weise mit dem Regelglied, z.B. durch Einschrauben oder Verschweißen, verbunden ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgendet In Fig. 1 befindet sich die Drosselklappe 113 in Leerlaufstellung, so daß lediglicii zwei schmale sichelförmige Spalte I48 ( zwischen der Drosselklappe und der Innenwand der iiinlaßleitung 110 verbleiben. Das Hegelglied 126 befindet sich hierbei in seiner in Pig. 1 rechten JSndstellung, indem es mit seinem zugespitzten üinde 128 in den verengten Bohrungsteil 123 hineinragt und dadurch die Verbindung zwischen dem Motorkurbelgehäuse und

φ dem Äiiigraum 118 bzw. dem Durchtrittskanal II7 der iiinlaßleitung

cd gedrosselt

n> /offen läßt, ids wird dadurch für das iiebengasgemisch aus dem

*** kotorkurbelgehäuse (bzw. für die Zusatzluft) ein Querschnitt P ο 0

Q₀ freigegeoen, so daß nur eine geringe Menge des i\e bengas gemisches · (bzw. der Zusatzluft) durch die Bohrungen 120 in den Durchtrittskanal 117 übertreten kann. BAD ORIGINAL '

Wird die Drosselklappe 113 entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 1) geöffnet, wird das Hegelglied 121 mittels des zweiarmigen J Hebels 139,141 und der bügeiförmigen Stange 142 nach links verschoben, wobei das kegelförmig zugespitzte Ende 128 des Regelorganes aus dem verengten Bohrungsteil 123 heraustritt und dadurch verhältnismäßig schnell einen großen Querschnitt freilegt, der durch die Einzelquerschnitte 149 (Fig. 3) zwischen " ' den Führungsrippen 127 des Regelorganes 126 innerhalb des weiten Bohrungsteileβ 124 gebildet wird. Der freie Querschnitt für das lebengasgemisch bzw. die Zusatzluft wird dadurch von P^ sehr schnell auf F-j erhöht, wie dieses in Fig. 5 dargestellt ist, in der der freie Querschnitt F über dem Eröffnungswinkel der Drosselklappe bis zu 100 # Eröffnung derselben aufgetragen ist.

Am Schluß der Drosselklappenbewegung tritt das flache, z.B. kegelstumpfförmig ausgebildete oder in ähnlicher Weise ausgebildete Ende 129 des Hegelgliedes in die Bohrung 131 ein, die dadurch praktisch vollständig gesperrt wird. In diesem Augenbliok sinkt der freie Querschnitt von der Größe F« auf Mull oder fast Null, z.B. zu einem durch das notwendige Passungsspiel· gegebenen Querschnitt F«, so daß praktisch kein Webengasgemisch bzw. keine Zusatzluft mehr in die Einlaßleitung übertritt.

Es wird also im Leerlauf nur eine geringe Menge üebengasgemisch bzw. Zusatzluft mit dem Luftbrennstoffgemisch in der Einlaßleitung der Maschine gemischt, während bei 'i'eillast bis zu einer verhältnismäßig hohen, der Maximallast nahekommenden Teillast eine große Menge l\iebengas bzw. Zusatzluft zugeführt wird.

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Dies entspricht dem. bei den bisherigen Maschinen beobachteten CO-Grehalt der Abgase, bei denen vor allem im unteren l'eillastbereioh ein sehr hoher OO-Gehalt verzeichnet wird, der mit zunehmender Eröffnung der Drosselklappe, d.h. bei wachsender !Teillast, allmählich abnimmt und bei maximaler Eröffnung bzw. Belastung auf einen geringen Wert absinkt. JjJs kann infolgedessen bei dieser maximalen Öffnung bzw. Belastung auf die Zuführung , des Nebengasgemisehes bzw. der Zusatzluft verzichtet werden.

Dieses hat zugleich den Vorteil, daß die Maschine nicht überbelastet und zu stark erhitzt wird.

Im allgemeinen bedeutet eine solche Regeloharakteristik, daß im Stadtbetrieb der Hegelquersehnitt F.. stets geöffnet ist und nur bei schneller Überlandfahrt das Hebengasgemisoh bzw. die Zusatzluft abgeschaltet ist. Im allgemeinen ist ferner das Ansaugen von Nebengasgemisch au3 dem Motorkurbelgehäuse der An- _; saugung von reiner Luft wesentlich vorzuziehen, da die im ■

Kurbelgehäuse befindlichen Gasbestandteile (außer Kohlenstoff ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Stickstoff, Kohlendioxyd usw.) als Katalysator bei der Feinaufbereitung des Gemisches wirken und die Bildung von,00 verhindern, bevor dieses entsteht. (

In Jj¹Ig. 6 ist eine abgeänderte Ausfiihrungsform der Jürfindung an einer Doppelvergasermaschine, und zwar in Ansicht (teilweise im bchnitt) auf ein Zwischenstück 215 mit den Durohtrittskanälen 217a und 2t?b dargestellt. Die Durohtrittskanäle sind von Ringkanälen 218a bzw. 218b umgeben, die durch Bohrungen 22GaJiZW. 220b mit dem Innern des Durchtrittskanales und bei 249 miteinander verbunden sind. Der üegler ist in diesem Falle im wesent-

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•liehen tangential zu den üinlaßleitungen angeordnet, indem das Hegelgiied 226 in einer Bohrung 222 verschiebbar angeordnet ist, die mit der Zutritts bohrung 221 zu dem jtiingraum 218a einen spitzen Winkel bildet.

Jeder der beiden Einlaßleitungen ist eine (nicht dargestellte) Drosselklappe zugeordnet, deren n/ellenachsen bei a und b angedeutet sind. Beide Drosselklappen sind, z.B. durch Hebel, miteinander verbunden, wobei an.einem Hebel 233» z.B. auf der Wellenaohse a- wie beim ersten Ausführungsbeispiel - ein Lenker 234 angeschlossen ist, der mittels eines bei 240 am Zwischenstück 215 gelagerten Winkelhebels 239,241 und mittels einer bügeiförmigen Stange 242 das Drosselorgan 226 betätigt, wobei das kegelförmig zugespitzte jinde 228 des itegelgliedes 226 mit der Bohrung 221,221a und das entgegengesetzte abgeflachte .fcJnde 229 mit einer Bohrung zusammenwirkt, welche die Verbindung mit der Leitung 232 ,zum kotorkurbelgehäuse durch Öffnen und Schließen steuert.

Im übrigen ist die Wirkungsweise der Ausführung nach I¹Ig. 6 die gleiche wie diejenige des Ausführungsbeispieles nach I¹Xg. 1 bis 4.

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Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Verminderung des CQ-Gehaltes der Abgase

an geiaischverdichtenden Vergasermaschinen oder ähnlichen ■ Maschinen mittels Zuführung τοη Zusatzluft bzw. eines Kebengasgemisches zu dem durch die Einlaßleitung strömenden Brennstoff-Luft-Gemisch hinter dem Drosselorgan, wobei die Zusatzluft bzw. das üebengasgemisch in Abhängigkeit von der üffnungsbewegung zunächst erhöht und hierauf wieder verringert wird ι insbesondere nach Patent (B 78 590 Ia/ ι

46c ) und insbesondere unter .Entnahme der Zusatzluft bzw. des ftebengasgemisches aus dem kotorkurbelgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der die Menge der Zusatzluft bzw. des ftebengasgemisches steuernde üegler durch eine Kurbelschlinge gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere auf der Achse des Drosselorgans angeordnete

Kurbel mit Bezug auf das an sie angelenkte, den Regler (

steuernde Gestänge derart angeordnet ist, daß bei geschlossenem iJrosselorgan die kurbel etwa senkrecht zu dem steuernden Gestänge steht und beim uffnen des Drosselorgans in eine hierzu etwa parallele Lage übergeht.

3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 und 2, dadurch ι gekennzeichnet, daß der Regler zur Regelung der Menge der ^!

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Zusatzluft bzw. des iMebengasgemisch.es ein in einer 13ohrung gleitendes ventilsctiieberartiges üegelglied aufweist, das an einem ünde einen etwa keil- oder kegelförmigen Steuerteil und am anderen jünde einen etwa zylindrischen '!eil auf v/eist, derart, daß bei geschlossenem bzw. auf leerlauf eingestelltem Drosselorgan der etwa keil--oder kegeiförmige üteuerteil einen kleinen ringförmigen Durchtrittsquerschnitt freiläßt, der sich bei einem mit dem Offnen des Drosselorgans erfolgenden Verschieben des Kegelgliedes entsprechend der Keil- oder ICegelform des dteuerteiles vergrößert, hierauf fc während des größten Teils der üröffnungsbewegung des Drosselorgans im wesentlichen konstant bleibt, bis kurz vor bchluß . des iüröffnungshubes das der etwa keil- oder kegelförmigen steuerfläche entgegengesetzte JJnde des etwa zylindrischen Teiles in eine annähernd dem Durchmesser desselben entsprechende Bohrung eintritt und dadurch den uurchtrittsquerschnitt auf nahezu ivull verringert.

4. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß aas xtegelgliea zur Hege lung aer Zusatz- .

' luft bzw. des Wbengasgemisches innerhalb eines flachen, in aas üinlaßrohr eingeschalteten, eiwa scheiben- oder plattenförmigen Zwischenstückes in einer z.B. radial oder tangential zum jiinlaßrohr liegenden .Bohrung angeoranet ist.

5. 'Vorrichtung nach .ansprucn 3 unü 4, daaurch gekennzeichnet, daß das Regelglied von üer dem üinlaßrohr gegenüberliegenden üeite mittels eines bügeiförmigen xietätigungsgliedes von dem an die Kurbel angeschlossenen G-estänge betätigt wira.

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6. Vorrichtung für Doppelvergaser mit zwei nebeneinander angeordneten .riinlaßrohren, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kohre von Eingicanälen umschlossen sina, aie mit aem Innern eies Einlaß rohr es durch Öffnungen sowie untereinander in Verbindung stehen und gemeinsam an eine Zuleitung für die Zusatzluft bzw. das iaebengasgeniisch angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal des Zwischenstückes einen kleineren

lichten Durchmesser als die anschließenden Leitungsrohre der Einlaßleitung aufweist.

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