ÜBER VERGASER ZU VERBRENNUNGSMOTOREN. Von Ingenieur W. Wolfmüller, Mannheim. (Schluß von S. 660 d. Bd.) WOLFMUELLER: Ueber Vergaser zu Verbrennungsmotoren. Textabbildung Bd. 327, S. 679 Fig. 11. Aus dem Bestreben heraus, die Brennstoffzuführung durch die Einspritzdüse bei gleichbleibender Sauggeschwindigkeit gleichmäßig zu erhalten, hat man die Zerstäuberdüse in Verbindung mit einem Gefäß gebracht, in dem ein Schwimmerventil den Flüssigkeitsspiegel in gleichmäßiger Höhe erhält. Diese sogen. Schwimmervergaser findet man häufig bei stationären und fast durchweg bei Automobilmotoren. Ihre Konstruktion ist sehr verschieden und einmal davon abhängig, ob sie für stationäre oder für Automobilmotoren in Verwendung kommen sollen und ferner davon, wie der Konstrukteur den Zweck des Vergasers, eine gute Zerstäubung des Brennstoffes und ein in seiner Zusammensetzung sich immer gleichbleibendes Gemisch aus Luft und Brennstoff herzustellen, zu erreichen sucht. Die einfachste Form eines Schwimmervergasers veranschaulicht Fig. 11. Er besteht aus dem Behälter a, dem Schwimmer b mit Nadelventil c, der Düse d und dem Gemischgehäuse e. Der Brennstoff fließt bei f dem Behälter a zu. Bei einer bestimmten Höhe des Flüssigkeitsstandes wird der Schwimmer angehoben, stößt auf die Gewichtshebelchen, die das Nadelventil c nach abwärts führen, wodurch die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird. Sobald der Brennstoffstand im Behälter a sinkt, gibt der Schwimmer die Gewichtshebelchen frei, die ihrerseits das Nadelventile wieder in die Höhe ziehen; der Brennstoffzufluß ist wieder hergestellt. Dieses Spiel des Ventils c wiederholt sich ständig. Die größte Höhe des Brennstoffstandes im Behälter a ist so zu wählen, daß der Flüssigkeitsspiegel noch 3 bis 4 mm unter der Austrittsöffnung der Einspritzdüse liegt. Bei dem Vergaser System Longuemare (Fig. 12) ist Nadelventil c durch die Hebelgewichtchen g fast ausbalanciert. Der Schwimmer b ruht so lange auf den Gewichten g, bis der Behälter auf eine bestimmte Höhe mit Brennstoff angefüllt ist. Steigt der Schwimmer, so gibt er die Gewichtchen frei, die dann dem Ventil c nicht mehr das Gleichgewicht halten können. Dieses sinkt auf seinen Sitz herab und schließt die Brennstoffzufuhr, bis so viel Brennstoff verbraucht ist, daß der Schwimmer die Gewichtchen wieder belastet. Dieses Spiel des Ventils c wiederholt sich ständig. Von dem Behälter a führt eine kleine Bohrung nach dem Zerstäuber. Dieser besteht aus dem Konus f, auf dessen Oberfläche feine Nuten eingefräst sind. Beim Ansaugen zerstäubt die Ansaugeluft den aus den Nuten des Zerstäubers austretenden Brennstoff. Ueber dem Zerstäuber ist eine Siebplatte p angebracht, deren Durchbohrungen dem in der Mitte aufsteigenden Gemisch und der danebenströmenden Luft eine bestimmte Richtung anweist. Durch Verdrehen der Siebplatte kann man deren Durchbohrungen so stellen, daß entweder der mittlere Gemischstrom oder die äußere Beiluft größeren Widerstand findet. Die Gemischzusammensetzung kann auf diese Weise verändert werden. Die Regulierung erfolgt durch Küken k, das durch Verdrehen einen kleinen oder größeren Querschnitt des Saugkanals freilegt. Das Gemischgehäuse ist doppelwandig; ein Teil der Auspuffgase kann zur Unterstützung der Verdampfung des zerstäubten Brennstoffes durch den Hohlraum geleitet werden. Um das Anlassen zu erleichtern, wird beim Ankurbeln der Stift n auf den Schwimmer gedrückt, bis etwas Brennstoff aus dem Zerstäuber austritt, der sich vor dem Lufteintrittstutzen ansammelt und zu einigen Zündungen ausreicht. Textabbildung Bd. 327, S. 680 Fig. 12. Textabbildung Bd. 327, S. 680 Fig. 13. Beim Vergaser der Gasmotorenfabrik Deutz (Fig. 13) ist in den Behälter a wieder ein Schwimmer mit Nadelventil eingebaut, die auf die gleiche Weise arbeiten wie oben beschrieben. Vom Behälter a fließt der Brennstoff dem Zerstäuber d zu, um von hier aus beim Ansaugen vom Luftstrom mitgerissen und zerstäubt zu werden. Der Vergaser ermöglicht den Betrieb mit Benzin, Benzol, Spiritus usw. Die Regulierung geschieht durch Aenderung der Hubhöhe des Einlaßventils. Die Verwendung von Spiritus als Brennstoff macht es häufig notwendig, besonders bei kühler Witterung, den Motor mit Benzin anlaufen zu lassen. Für diesen Fall verwendet man einen Vergaser mit zwei Spritzdüsen und zwei Schwimmerbehältern, von denen dem einen Benzin und dem anderen Spiritus zugeführt wird. Einen solchen Vergaser veranschaulicht Fig. 14. Behälter a steht mit einem kleinen Benzinreservoir und Behälter b mit einem größeren Spiritusreservoir in Verbindung. Beide Schwimmer arbeiten so, wie bereits beschrieben worden ist. Beim Anlassen befindet sich der Umstellhahn h in einer um etwa 120° gegen die Darstellung der Zeichnung versetzten Stellung, so daß beim Saughub ein Gemisch von Luft und Benzin angesaugt wird. Ist der Motor einige Minuten im Betrieb, so ist die für Spiritusbetrieb nötige Betriebswärme erreicht und der Umstellhahn wird dann in die gezeichnete Stellung gebracht. Von nun an tritt der Schwimmer und Zerstäuber für Spiritus in Tätigkeit. Diese Einrichtung mit zwei Schwimmern macht besonders Heizvorrichtungen entbehrlich. Im Banki-Vergaser (Fig. 15) werden Brennstoff und Wasser gleichzeitig zerstäubt. Die beiden Schwimmbehälter sind so gegeneinander versetzt, daß die Düsen hintereinander zu liegen kommen. Der Brennstoff bezw. das Wasser werden durch die Schwimmer s im Rohr r stets in gleicher Höhe erhalten. Die Zerstäuberspindeln n sind in ihrer Längsachse durchbohrt und tauchen mit ihren scharfkantigen Enden gerade in die Flüssigkeit ein. Während des Saughubes tritt auch Luft durch die Bohrungen der Zerstäuberspindeln ein, die die dünne Flüssigkeitsschicht, die sich ihrem Eindringen entgegenstellt, zerreißt und der gleichzeitig durch Kanal k eintretenden Verbrennungsluft zuführt. Dabei gehen Benzin und Wasser wegen der fein zerteilten Form, mit der sie gleichmäßig die Luft durchsetzen, schon während des Ansaugehubes in Dampfform über. Textabbildung Bd. 327, S. 680 Fig. 14. Textabbildung Bd. 327, S. 680 Fig. 15. Der neue Benzsche Automobilvergaser ist in Fig. 16 dargestellt. Kanal d verbindet Schwimmergehäuse a mit Zerstäuber c. Die Verbrennungsluft wird durch den Stutzen g angesaugt und trifft senkrecht auf den aus dem Zerstäuber austretenden Brennstoffstrahl. Die Zusatzluft wird durch Stutzen h zugeführt. Als Regelorgan für das Gemisch dient Schieber f, der zwangsläufig vom Lenker des Fahrzeuges verstellt werden muß. Durch Verdrehen dieses Schiebers kann das für jede Kolbengeschwindigkeit günstigste Gemisch hergestellt werden. Die Nadel k dient zur Einstellung der Austrittsöffnung des Zerstäubers. Aehnlich dem Benzschen ist auch der Daimlersche Automobilvergaser ausgebildet. Textabbildung Bd. 327, S. 681 Fig. 16. Textabbildung Bd. 327, S. 681 Fig. 17. Der Vergaser von Ruppe & Sohn in Apolda (Fig. 17) ist ähnlich gebaut wie der Longuemaresche (Fig. 12). Das Nadelventil c ist durch die Hebelgewichte g fast ausbalanciert. Sobald der Flüssigkeitsstand im Behälter a eine gewisse Höhe erreicht hat, steigt der Schwimmer b und gibt die Hebelgewichte frei. Diese vermögen dann dem Ventil c das Gleichgewicht nicht mehr zu halten, das deshalb nach unten sinkt und die Brennstoffzufuhr abschließt. Fällt der Brennstoffstand im Behälter a bis Schwimmer b die Hebelgewichte g wieder belastet, so wird Ventil c angehoben und der Brennstoff kann zufließen. Dieses Spiel des Nadelventils c wiederholt sich ständig. Der Zerstäuber besteht aus dem Konus /, auf dessen Oberfläche Nuten eingefräst sind. Die Ansaugeluft wird durch einen Stutzen, der senkrecht zur Bildebene sitzt, zugeführt, während die Zusatzluft durch die Schlitze m zutreten kann. Die Menge der Zusatzluft ist durch Schieber n regulierbar. Mittels Drosselklappe kann die angesaugte Gemischmenge dem jeweiligen Kraftbedarf angepaßt werden. Zwecks Zuführung der nötigen Verdampfungswärme wird durch den Hohlraum h des Gehäuses i ein Teil der Auspuffgase geleitet. Der Protos-Vergaser (Fig. 18) ist mit der üblichen Schwimmereinrichtung ausgerüstet. Bemerkenswert an dem Vergaser ist die durch D. R. P. geschützte Einrichtung, die das Ankurbeln des Motors erleichtert. Zu diesem Zwecke wird Schieber d soweit verdreht, bis er den Kanal b abdeckt. In dieser Stellung wird durch einen Schlitz im Boden des Schiebers Verbindung zwischen dem Raume e und dem Rohr f hergestellt. Die ganze angesaugte Luftmenge muß dann durch Rohr g. Dadurch wird auch bei der geringsten Sauggeschwindigkeit die Saugwirkung auf den Zerstäuber so stark sein, daß so viel Brennstoff mitgerissen wird, wie zur Bildung eines brennbaren Gemisches nötig ist. Mittels dieser Einrichtung kann die Zusammensetzung des Gemisches für alle Kolbengeschwindigkeiten gleichmäßig erhalten werden. Textabbildung Bd. 327, S. 681 Fig. 18. Textabbildung Bd. 327, S. 681 Fig. 19. Der Zerstäuber (Fig. 19) besteht aus der Hülse h und dem Konus k. Der Brennstoff gelangt durch Kanal i und Bohrungen l in den Hohlraum m, von wo er durch den Ringspalt n bei der Saugperiode austritt. Da mit wechselnder Sauggeschwindigkeit jeweils die Zusammensetzung des Gemisches sich ändert, hat man Vergaserkonstruktionen geschaffen, bei denen die Zuführung der Zusatzluft selbsttätig geregelt wird. Von wesentlicher Bedeutung ist diese Einrichtung bei Vergasern für Automobilmotoren, wo, um verschiedene Fahrgeschwindigkeiten zu erreichen, häufig die Tourenzahl des Motors verändert wird. Der Cudell-G.-A. – Vergaser (Fig. 20) der Cudell-Motorengesellschaft m. b. H. in Berlin ist mit selbsttätiger Zusatz-Luftregelung ausgerüstet. Es ist ein Spritzvergaser mit konstantem Niveau, bei dem sich die Schwimmereinrichtung von den bisher beschriebenen dadurch unterscheidet, daß die Hebelgewichte fehlen. Das Nadelventil n ist mit dem Schwimmer s fest verbunden. Füllt sich der Behälter a mit Brennstoff an, so steigt der Schwimmer, bis Ventil n die Brennstoffzufuhr absperrt. Die Brennstoffleitung wird bei Rohr b angeschlossen. Die Spritzdüse ist unter einem Winkel von 45° in die Wandung des Behälters a eingeschraubt. Die Vergasungskammer ist an der Ausflußstelle der Düse stark eingeschnürt und erweitert sich nach oben und nach unten nach ganz bestimmten Kurven dergestalt, daß auch bei langsamstem Gang des Motors und beim Andrehen eine genügend starke Saugwirkung auf die Spritzdüse ausgeübt wird. Diese Ausbildung der Vergasungskammer ist patentamtlich geschützt (D. R. P. 172631). Textabbildung Bd. 327, S. 682 Fig. 20. Textabbildung Bd. 327, S. 682 Fig. 21. Der selbsttätige Zusatzluftregler (D. R. P. 187853) besteht aus einem ringförmigen Gehäuse, das unten mit der Außenluft durch eine Anzahl von Löchern verschiedenen Durchmessers in Verbindung steht. Diese, oben im Innern der Kammer ventilsitzartig ausgefrästen Löcher a (Fig. 21) sind durch Kugeln b verschiedenen Durchmessers abgeschlossen und lassen beim Anwerfen des Motors bei geringen Tourenzahlen keine Zusatzluft durch. Bei gesteigerter Tourenzahl wird ein Moment eintreten, in welchem eine der Kugeln sich unter Einwirkung der nunmehr gesteigerten Depression von ihrem Sitz hebt und damit eine der Lochöffnung entsprechende Menge Zusatzluft zur Mischung mit dem Gase freigibt. Bei größter Tourenzahl hebt die Depression sämtliche Kugeln von ihren Sitzen, wodurch die Maximalmenge von Zusatzluft beigemischt wird. Für sämtliche dazwischenliegenden Tourenzahlen stellt sich selbsttätig eine Kombination aus einer Anzahl von kleinen und großen Kugeln ein, die genau dem jeweiligen Zusatzluftbedürfnis entspricht. Die Kugeln folgen sofort und werden durch Erschütterungen während der Fahrt nicht beeinflußt. Ein weiterer Vorteil dieses Zusatzluftreglers besteht darin, daß die Zusatzluft durch viele kleine Oeffnungen eintritt, sich also auf das innigste mit dem Gasstrom mischt. Die Folge hiervon sind vollständige Verbrennung, gute Ausnutzung des Brennstoffs, Wegfall des schlechten Geruches der Abgase und unerreicht ruhiger und elastischer Gang des Motors. Ueber dem Zusatzluftregler sitzt noch ein doppelwandiges Gehäuse, in das ein Drosselschieber eingebaut ist und das durch einen Teil der Auspuffgase des warmen Kühlwassers angewärmt werden kann. Mittels des Drosselschiebers kann die Menge des angesaugten Gemisches dem jeweiligen Kraftbedarf angepaßt werden. Textabbildung Bd. 327, S. 682 Fig. 22. Der Vergaser eignet sich für den Betrieb mit Benzin und Benzol. Der Brennstoffverbrauch beträgt im Durchschnitt 0,3 kg f. d. PSe/Std. Bei dem Pallas-Vergaser (Fig. 22) der Pallas-Vergaser-Gesellschaft m. b. H. in Berlin-Charlottenburg ist die Schwimmereinrichtung wie üblich ausgeführt. Bevor der Brennstoff in den Schwimmerraum tritt, passiert er einen unterhalb desselben angeordneten Seiher, um von mitgeführten Fremdkörpern und Wasser gereinigt zu werden. Der Seiher ist leicht abnehmbar. Der genau ausbalancierte Schwimmer regelt die Höhe des Brennstoffniveaus. Durch Drehen eines kleinen Hebels auf dem Gehäusedeckel kann man je nach Art und spezifischem Gewicht des Brennstoffs das Niveau aufs genaueste in Düsenhöhe einstellen, so daß ein Ueberlaufen und Tropfen der Düse selbst bei Verwendung verschiedener Brennstoffe nicht eintreten kann. Im Düsenraum mischt sich der Brennstoff mit der von unten angesaugten Hauptluft und tritt als stark angereichertes Gemisch in den Drehschieber, der die Gaszufuhr zum Motor regelt. Der Gasstrom umstreicht hier eine Anzahl durchlöcherter Röhren, aus deren Oeffnungen die Zusatzluft austritt, die je nach Art des Brennstoffs resp. der Außentemperatur vorgewärmt werden kann. Hierdurch findet eine feine Zerstäubung und eine intensive Mischung von Brennstoff und Luft statt, welche die vollkommene Verbrennung auch schwerer Betriebsstoffe wie Benzol, Ergin, Autin usw. garantiert. Textabbildung Bd. 327, S. 683 Fig. 23. Die selbsttätige Regelung der Zusatzluft erfolgt durch Ventil V, das aus einem spezifisch leichten Metall hergestellt ist und keine Federbelastung hat. Je nach der Größe der Sauggeschwindigkeit wird sich das Ventil mehr oder weniger heben und dabei größere oder kleinere Mengen Zusatzluft zu lassen. Der mit dem Vergaser erzielte Brennstoffverbrauch betrug nach Angaben der Firma bei einem von einem gerichtlichen Sachverständigen unternommenen Bremsversuch für die Stunde und Pferdestärke nur 256 g Benzin resp. 278 g Benzol. Der an einer 22 PSe-Maschine bei allen Tourenzahlen und Belastungen erzielte Durchschnittswert betrug für die Stunde und Pferdestärke 265 g Benzin oder 284 g Benzol. Die Fig. 23 und 24 stellen verschiedene Vergaser der Metallwarenfabrik Ideal in Opladen (Rheinland) dar. Der Ideal-Industrievergaser (Fig. 23) kommt hauptsächlich für stationäre und Bootsmotoren in Verwendung und ermöglicht den Betrieb mit Benzin, Benzol, Spiritus, Ergin usw. Er ist mit einer Spritzdüse mit mehreren Austrittsöffnungen ausgerüstet, welche bei jeder Tourenzahl und Belastung des Motors eine genau bemessene Brennstoffmenge abgibt und somit die Zusammensetzung des Gemisches selbsttätig stets gleichmäßig bildet. Die Schwimmervorrichtung ist in der üblichen Weise ausgebildet Die Regulierung erfolgt durch Drosselung der angesaugten Gemischmenge. Unterhalb des Schwimmerbebälters ist noch eine Filtervorrichtung eingebaut. Der „Marvel“-Vergaser (Fig. 24) beruht ebenfalls auf dem Prinzip der Spritzvergaser mit konstantem Brennstoffniveau. Die Schwimmereinrichtung zeigt die übliche Ausführung. Abweichend von anderen Konstruktionen besitzt der „Marvel“-Vergaser keine Zusatzluftzuführung. Die richtige Zusammensetzung des Gemisches wird dadurch erreicht, daß bei gleichbleibender Luftzutrittsöffnung der Luftmenge mehr oder weniger Brennstoff beigegeben wird, so daß das Verhältnis von Luft und Brennstotf bei allen Umdrehungszahlen und jeder Belastung des Motors stets konstant bleibt. Die Arbeitsweise des Vergasers ist folgende: Der Brennstoff fließt durch Kanal a in den Raum b, um durch die Bohrung c nach der Düse d zu gelangen, welch letztere den erforderlichen Brennstoff für das Ankurbeln und den Leerlauf liefert. Durch die Bohrung e fließt der Brennstoff in den Zerstäuber f, der an seinem oberen Ende mit einer gewissen Anzahl kleiner Löcher g versehen ist. In dem Hohlraum h des Zerstäubers f befindet sich ein gewisses Quantum Brennstoff, der bestimmt ist, ein plötzliches Losgehen des Motors zu ermöglichen. In der Düse d steht der Flüssigkeitsspiegel oberhalb und in der Düse f unterhalb des konstanten Brennstoffniveaus im Schwimmerbehälter. Der einzige Luftzutritt ist bei i. Beim Ankurbeln schließt man den Drosselschieber k. Die zum Ankurbeln und die für den Leerlauf nötige Brennstoffmenge wird in diesem Falle der Düse d entnommen und strömt durch die Aussparung l des Rundschiebers k in die Saugleitung. Mittels der Regulierschraube m wird die für den Leerlauf nötige Luft genau bemessen, so daß der Motor auch bei denkbar geringster Umdrehungszahl gleichmäßig und ohne Aussetzer läuft. Textabbildung Bd. 327, S. 683 Fig. 24. Wird der Rundschieber k ganz geöffnet, so entnimmt der Unterdruck durch die Oeffnungen g dem Zerstäuber die Brennstoffreserve h. Der Spiegel dieser Brennstoffreserve wird infolgedessen sinken und wird bei höchster Umdrehungszahl des Motors vollständig weggesaugt, so daß vom Zerstäuber nur noch so viel Brennstoff abgegeben wird, als durch die Oeffnung e der Verschraubung n durchfließen kann. Es wird infolgedessen der Zerstäuber bei hoher Umdrehungszahl des Motors weniger Brennstoff abgegeben, während die Düse d infolge des gesteigerten Unterdrucks in der Saugleitung mehr Brennstoff abgibt. Sobald die Umdrehungszahl des Motors abnimmt, wird auch der Unterdruck in der Saugleitung geringer und infolgedessen wird der Düse d weniger Brennstoff entnommen, doch steigt in diesem Moment der Brennstoffspiegel im Zerstäuber, welcher nunmehr wieder mehr Brennstoff abgibt. Durch die Anordnung der zwei Brennstoffzuführungen, eine unten im Zerstäuber, die zweite im oberen Teil der Düse d, wird bei jeder Umdrehungszahl des Motors eine stets gleichmäßige Zusammensetzung des Gasgemisches erreicht, denn wenn die Düse d weniger Brennstoff abgibt, gibt der Zerstäuber mehr und umgekehrt. Die Menge des in den Zerstäuber f eintretenden Brennstoffs wird durch die Verschraubung n, welche kalibrierte Oeffnungen besitzt, festgelegt.