DE820819C - Raeumnadelfoerderung von fluessigem Brennstoff im Maschinentakt fuer Brennkraftmaschinen, mit einer den Betriebsverhaeltnissen angepassten Brennstoffliefercharakteristik - Google Patents

Description

• Räumnadelförderung von flüssigem Brennstoff im Maschinentakt für Brennkraftmaschinen, mit einer den Betriebsverhältnissen angepaßten Brennstoffliefercharakteristik Bei Brennstofförderung im Maschinentakt für Brenrikraftmaschinen werden meist Brennstoffpumpen verwendet. Bei Ottomotoren hat sich diese Brennstofförderung nicht durchsetzen können, da nach Ansicht vieler Fachleute die für solche Pumpen zwecknotwendige, außerordentlich hohe Präzision die Brennstoffpumpen sehr verteuert und auch eine höhere Störanfälligkeit gegenüber dem gebräuchlichen Vergaserbetrieb zu erwarten ist. Nun kann die Brennstoffzufuhr in Brennkraftmaschinen vielfach ohne große Gegendrucküberwindung vorgenommen werden und die Brennstoffzerstäubung und Aufbereitung vorteilhaft durch Luftströmung und Wärmeeinwirkung bewerkstelligt werden. Ein Brennstoffördergerät hierzu soll wirksam, einfach, billig, und zuverlässig sein, seine Einzelteile sollen ohne allzu große Präzision und genaue Passung gefertigt werden können.
• Vorliegende Erfindung, die man mit Räumnädelförderung bezeichnen kann, bringt Vorschläge, eine solche Brennstofförderung zu ermöglichen.
• Fig. i erläutert die Wirkungsweise der Erfindung; Fig.2 zeigt eine Zeichenhilfe zur angenäherten Berechnung des Fülldruckes einer Räumnadelnut; Fig. 3 zeigt eine Ausbildungsform der Erfindung; Fig.,4 zeigt eine Möglichkeit der Umlaufbrennstoff betätigung; Fig. 5 zeigt den Beschleunigungsgeber.
• In Fig. i liegt links von der Trennwand 2 die Brennstoffbedarfstelle, rechts der Brennstoffvorratsrauen. Eine mit Ventilkopf versehene Räumnadel i steuert die Böhsung, welche beide Räume verbindet. Findet keine Brennstofförderung statt, so verschließt der Ventilkopf der Räumnadel i die Bohrung der Trennwand 2. Wird die Räumnadel i nach links bewegt, so wird mit ihr der in ihren Nuten befindliche Brennstoff aus dem Brennstoffvorratsraum in die Brennstoffbedarfstelle gebracht, dort abgeschleudert und vom Luftstrom erfaßt. Bei Rückgang der Räumnadel i gelangt nun in den Nuten befindliche Luft aus der Brennstoffbedarfstelle in den Brennstoffvorratsraum, wird dort mit Unterstützung von in den Nuten verbliebenen Restbrennstoffmengen abgeschüttelt, vom Brennstoff verdrängt und vom umlaufenden- Brennstoffstrom erfaßt und nach oben gerissen. Die Mengenregelung des zu fördernden Brennstoffes erfolgt hier durch Regelung des Hubes der Räumnadel i. Die dem Ventilkopf der Räumnadel. i benachbarten Teillastnuten sind weniger tief eingestochen, als die entfernteren Vollastnuten. Bei Vollast und hoher Drehzahl hat der Brennstoff nicht genügend Zeit, die Vollastnuten vollständig zu füllen, das Gemisch wird ärmer. Bei Vollast und niederer Drehzahl des Motors werden die Vollastnuten stärker gefüllt, das Gemisch wird reicher. Reiches Gemisch bei Vollast und niederer Drehzahl ist zur Vermeidung von Motorenklopfen notwendig. Die Nuten können auch die Form eines Gewindes annehmen oder an ihre Stelle können auch in die Nadel eingearbeitete Vertiefungen treten, doch sind diese Formen nicht so vorteilhaft. _ Fig. 2 bringt einen vereinfachten Beweis der in vorhergehenden Erläuterungen gemachten Behauptungen. Bei Räumnadelbeschleunigung darf sich kein Brennstoff aus der Nut lösen, solange sich diese im Brennstoffvorratsraum befindet. Ph ist die horizontal wirkende Kraft eines Flüssigkeitssäulchens von Nutlänge, welche bei Beschleunigung der Räumnadel i auftritt. PS ist die senkrecht wirkende Kraft einer Flüssigkeitssäule, welche Ph verhindert, Flüssigkeit aus der Nut zu treiben. Besitzen beide Säulen gleichen Querschnitt, so muß, zur Vermeidung eines Flüssigkeitsaustrittes aus der Nut P, gleich oder größer Ph sein. Für PS = Ph wird ms # g = Mh # bh oder O-Fs-1.,-g=e-Fh-Ih-bh und da FS=Fh ist, wird l1 = (lh- bh)/g; zum Beispiel wird für lh= I mm; g=104 (mm/sec2); und bh= i8' Ios (mm/sec2) 1s = 180 mm.
• Zur Füllung einer Nut mit neuem Brennstoff steht bei Fallbenzinförderung nur die Schwerkraft zur Verfügung. Für eine Füllzeit von z. B. 1/15o sec wird die maximal mögliche Fülltiefe einer Nut s = gt2/2 oder s = 0,22 mm. Werden nun die Nuten tiefer gestochen, als berechnet wurde, so werden sie wohl bei niederer Drehzahl voll gefüllt, nicht mehr aber bei hoher Drehzahl des Motors. Die Füllung des Motors mit Frischluft ist der Wurzel aus dem Fülldruck proportional, das gleiche gilt für die Füllung der Nut mit Brennstoff. Da die Nutbreite ungefähr 2omal so groß ist als die Nuttiefe, so dürften Reibungsverluste bei der Nutfüllung eine untergeordnete Rolle spielen. In Fig. 3 ist mit i wiederum die Räumnadel, mit 2 die Trennwand bezeichnet. Die Ziffer 3 trägt die Reguliermuffe, 4 ihren Verstellliebel, 5 den mittels einer Welle angetriebenen Antriebshebel der Räumnadel 1, 6 die Zutrittsöffnung für das Umlaufbenzin und 7 dessen Austrittsöffnung. Die Mecigenregelung des Brennstoffverbrauches erfolgt hier nicht durch Regelung des Hubes der Räumnadel i, welche hier einen konstanten Brennstofförderhul> besitzt, sondern durch Verschiebung der Reguliermuffe 3 längs der Räumnadel i. In Rechtslage der Reguliermuffe 3 kann der Umlaufbrennstoff ungehindert die Nuten der Räumnadel i füllen, ebenso kann die aus der Brennstoffbedarfstelle in den Brennstoffvorratsraum eingeschleppte Luft hier ungehindert aus den Nuten entweichen; dies ist bei Linkslage der Reguliermuffe 3 nicht der Fall. Hier sind der Luftaustritt und der Brennstoffzutritt sehr erschwert; bei Muffenlinkslage fördert das Gerät ungefähr für den Leerlauf genügende Brennstoffmengen.
• Eine Fördermengenregelung mittels Regelung des Hubes der Räumnadel i und eine solche mittels Verschiebung der Reguliermuffe 3 kann auch kombiniert werden.
• Die etwas klobigen Spülkanäle 6 und 7 können auch in die Trennwand 2 eingegossen und nur die Räumnadel i mit ihrem Gehäuse auswechselbar in der Trennwand 2 befestigt werden.
• Die Betätigung und Steuerung der Räumnadel i erfolgt am besten mechanisch ähnlich wie im Brennstoffpumpen- und Brennkraftmaschinenbau. Bei Ventilmotoren z. B. kann die Antriebsbewegung der Räumnadel i mit derjenigen des Ventilmechanismus gekoppelt werden. Bei Zweitaktmotoren kann der periodisch auftretende Unterdruck im Kurbelgehäuse zur Räumnadelbetätigung ausgenutzt werden. Die zweckmäßigste Wahl ergibt die Rechnung. Auf alle Fälle ist es ratsam, die Kraftschlüssigkeit zwischen der Räumnadel i und ihrem Antriebsmechanismus bei Motorstillstand zu unterbrechen, damit der Ventilkopf der Räumnadel i die Bohrung der Trennwand 2 mittels Federkraft fest verschließt. Diese Kraftschlüssigkeit wird erstens mittels z. B. des Gaspedals oder der Zündungseinschaltung oder eines Zentrifugalregulators wiederhergestellt, sobald der Motor wieder in Betrieb gesetzt wird. Am besten dürfte es sein, in die Motoransaugleitung ein Venturirohr einzuschalten und dessen dynamischen Unterdruck zur Betätigung eines Unterdruckgebers auszunutzen, welcher die Kraftschlüssigkeit wiederherstellt.
• Fig.4 erläutert das Wegschwemmen von Luft und Brennstoffschaum aus der Umgebung der Räumnadel i durch den Umlaufbrennstoff. Unten ist die Räumnadel i gezeichnet. Ihr vom Brennstoff bespülter Teil sitzt in einem genügend querschnittsweiten U-Rohr, dessen beide Enden in den. Brermstofftank münden. Die Strömungsrichtung des Brennstoffes zeigen Pfeile an. Luftblasen sind durch Ringe bezeichnet. Im linken U-Rohrschenkel mündet die Luftdüse, aus .der Athmosphärenluft in den linken U-Rohrschenkel tritt, nach oben aufsteigt und den Brennstoff mitreißt und somit den Brennstoffumlauf verursacht. Die Luft kommt nun in den Luftraum des Brennstofftankes, strömt durch das Abscheidungsrohr, an dessen Prallflächen (am besten :Metallspäne) der in ihr enthaltene Brennstoff kondensiert, und wird durch das Venturirohr in den :Motor gesaugt.
• In Fig. 5 wird, um bei raschem Gasgeben eine sehr reiche Brennstoffzufuhr zu erzielen, der Hub der Räumnadel i oder die Verschiebung der Reguliermuffe 3 kurzzeitig über das normale Größtmaß hinaus erhöht. Der Gashobel 8 ist mit dem Regulierhebel 9 zur Räumnadelhuliregelung oder Reguliermuffenverstellung durch das Gestänge io und den Beschleun.igungsgeber i i verbunden. Die Kraftschlüssigkeit wird durch die Feder 12 gesichert. Wird .der Gashebel 8 rasch nach unten gestoßen, so kann das Stoßübertra,gungsmittel (Luft oder Flüssigkeit) nicht so rasch entweichen. Der Regulierliehel 9 wird stärker betätigt als bei langsamem Gasgelen, bei dem das Gestänge io die Regulierhcil>ell>etätiguiig allein übernimmt, da nunr mehr .das Stoßübertragungsmittel aus dem Druckraurn des 13eschleunigungsgeber.s i1 entweichen kann.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Räumnadelförderung von flüssigem Brennstoff im Maschinentakt für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffbewegung von abgemessenen Brennstoffmengen vom Brennstoffvorratsraum zur Brennstoffheciarfstelle so gesteuert wird, daß zunächst der Brennstoff die Quernuten bzw. Gewindegänge oder Vertiefungen einer Räumnadel i im Brennstoffvorratsraum füllt, danach durch eine axiale Räumnadelverschiebung durch die Bohrung der Trennwand 2 hindurch in die Brennstoffliedarfstelle gebracht und dort abgeschleudert wird,wonach sich dieQuernutenbzw. Gewindegänge oder Vertiefungen der Räumnadel i mit Luft aus der Brennstoffbedarfstelle füllen, und daß nach Rückzug der Räumnadel i in den Brennstoffvorratsraum die aus der Brennstoffhe:darfstelle eingeschleppte Luft abgeschüttelt und vom Umlaufbrennstoff abgeschwemmt wird und daß die Nuten von neuem mit Brennstoff gefüllt werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermengenregelung des flüssigen Brennstoffes durch Hubregelung der Räumnadel i vorgenommen ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermengenregelung des flüssigen Brennstoffes durch Axialverschiebung der Reguliermuffe 3 auf der Räumnadel i vorgenommen ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i -bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumnadel i mit einem Ventilkopf versehen ist.
5. 5. Anordnung nach. Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillastnuten bzw. Gewindegänge oder Vertiefungen, welche dem Ventilkopf benachbart sind, weniger tief in die Räumnadel i eingearbeitet sind als die entfernteren Vollastnuten bzw. Gewindegänge oder Vertiefungen.
6. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumnadel i als Hohlkörper ausgebildet ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Motorstillstand durch einen Augklinikmechanismus die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Räumnadel i und deren Antrieb unterbrochen wird. B.
8. Anordnung nach Anspruch i bi-s 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Motorbeschleunigung ein das normale Größtmaß überschreitender Räumnadel'hub oder eine Reguliermuffenverschiebung durch den Beschleunigungsgeber kurzzeitig erzielt wird.
9. 9. Anordnung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, @daß die Spülkanäle 6 und 7 in die Trennwand 2 eingegossen, sind und nur die Räumnadel i mit ihrem Gehäuse auswechselbar in der Trennwand 2 befestigt ist. to. Anordnung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß .die Umlaufbewegung des Brennstoffes im Brennstoffvorratsraum durch den Auftrieb in ihn eingeführter Luftbewerkstelligt wird.