ÜBER VERGASER ZU VERBRENNUNGSMOTOREN. Von Ingenieur W. Wolfmüller, Mannheim. WOLFMUELLER: Ueber Vergaser zu Verbrennungsmotoren. Inhaltsübersicht. Zweck der Vergaser, Verdunstungskarburator, Einspritzvergaser für stationäre Motoren, Einspritzvergaser mit Schwimmerventil, Einspritzvergaser mit selbsttätiger Zusatzluftregulierung, Einspritzvergaser mit besonderer Düsenkonstruktion zur Herstellung eines in seiner Zusammensetzung sich stets gleichbleibenden Gemisches aus Luft und Brennstoff. –––––––––– Textabbildung Bd. 327, S. 657 Fig. 1. Seine heutige Bedeutung verdankt der Verbrennungsmotor der nach und nach vervollkommneten Durchbildung seiner Nebenapparate, von denen bei Motoren für flüssige Brennstoffe der Vergaser der wichtigste ist. Ihm fällt die Aufgabe zu, den Brennstoff auf irgend eine Art und Weise zu vergasen oder zu zerstäuben, die zu jeder Verbrennung nötige Brennstoffmenge der Verbrennungsluft gleichmäßig zuzuführen und über diese zu verteilen, um so die für Motorbetrieb geeignetste Mischung aus Luft und Brennstoff herzustellen. Von der Erfüllung dieser Aufgaben ist die Betriebssicherheit und besonders die Wirtschaftlichkeit des Motors in hohem Maße abhängig. Ist der Brennstoff schlecht verdampft oder zerstäubt, oder ungleichmäßig über die angesaugte Luftmenge verteilt, oder ist das Mischungsverhältnis aus Luft und Brennstoff, das Gemisch kann an Brennstoff zu reich oder zu arm sein, nicht richtig, so sind Verbrennung und Kraftentwicklung mangelhaft. Der Brennstoff wird schlecht ausgenutzt; der Verbrauch und damit auch die Betriebskosten steigen. Je nachdem der Brennstoff im Vergaser verdampft resp. verdunstet oder nur zerstäubt wird, unterscheidet man Verdunstungskarburatoren und Einspritzvergaser. Die Verdunstungskarburatoren eignen sich nur für leicht flüchtige Brennstoffe, wie z. B Benzin, das schon bei gewöhnlicher Temperatur verdampft, während für schwer flüchtige Brennstoffe, wie Spiritus, Benzol, Ergin nur der Einspritzvergaser in Frage kommen kann. Beim Verdunstungskarburator wird mit der Verbrennungsluft Brennstoffdampf angesaugt. Die Luft wird dabei entweder über den Flüssigkeitsspiegel hinweg- oder durch die Flüssigkeit hindurchgeleitet, beides Verfahren, die den Nachteil zeitigen, daß zuerst die leicht flüchtigen und dann die schwer flüchtigen Brennstoffteilchen verdampfen. Infolgedessen ändert sich stets die Zusammensetzung des Gemisches, was eine ständige Nachstellung des Schiebers in der Luftzuführungsöffnung nötig macht. Den Verdunstungskarburator der Gasmotorenfabrik Deutz zeigt Fig. 1. Der doppelwandige Behälter A dient zur Aufnahme des Benzins. Die zum Motor führende Rohrleitung schließt an Topf B an, Während des Saughubes wird durch Rohr C Luft angesaugt, die durch Brause D austritt, die Benzinschicht durchstreicht und sich dabei mit Benzindämpfen sättigt. Um nun ein für den Motorbetrieb geeignetes Gemisch zu erhalten, ist es nötig, noch frische Luft zuzusetzen, die durch einen am Motor anzubringenden Hahn zugeführt werden kann. Die Menge der noch zuzuführenden Zusatzluft ist durch diesen Hahn regulierbar. Die, die Benzinschicht durchstreichende Luftmenge kann mittels Hahn H reguliert werden. Sie richtet sich nach der Höhe des Benzinstandes im Behälter-Schwimmer F zeigt den Benzinstand an. Zur Unterstützung des Verdampfungsvorganges, besonders bei kühler Witterung, wird durch den Ringraum G des Behälters A das vom Motor abfließende warme Kühlwasser geleitet. Ferner ist der Behälter A noch mit einem Doppelboden ausgerüstet, der von einem Teil der Auspuffgase durchströmt wird. Textabbildung Bd. 327, S. 658 Fig. 2. Textabbildung Bd. 327, S. 658 Fig. 3. Um zu verhindern, daß bei sogen. Rückschlägen die dabei entstehende Flamme in den Behälter gelangt, sind der mit kleinen Kieselsteinen angefüllte Topf B sowie die Rückschlagklappe K und die Sicherheitsklappe J in die Saugleitung eingebaut. Derartige Rückschläge entstehen dadurch, daß sich frisch angesaugtes Gemisch während des Saughubes an noch brennenden Resten der vorhergehenden Ladung entzündet und zum offenen Saugventil herausschlägt. Die Ansaugöffnung M ist mit Drahtgazeschichten überdeckt. Textabbildung Bd. 327, S. 658 Fig. 4. Einen Benzschen Verdunstungskarburator für Wagenmotoren zeigt Fig. 2. Der Karburator besteht in der Hauptsache aus dem Behälter a, dem Luftrohr b, dem Schwimmer c und dem Anschlußrohr d. Die Arbeitsweise dieses Karburators ist die gleiche wie die des unter Fig. 1 beschriebenen. Während des Saughubes wird die Luft durch Rohr b angesaugt, welche die Benzinschicht durchstreicht, sich dabei mit Benzindämpfen sättigt, dann den durch Pfeile angegebenen Weg einschlägt und durch Rohr d zum Motor gelangt. Infolge des Richtungswechsels im Rohr d1 wird etwa mitgerissenes flüssiges Benzin ausgeschieden. Schwimmer c sorgt für gleichmäßigen Stand des Benzins im Behälter. Zwischen Rohr d und dem Saugventil ist noch eine Hülse mit Drahtgazeschichten eingeschaltet, die bei etwaigen Rückschlägen das Zurückschlagen der Flamme in den Behälter verhindern. Durch einen Dreiweghahn kann die zur Bildung eines guten Gemisches noch nötige Zusatzluft zugeführt werden. Zur Ergänzung der bei der Verdampfung verbrauchten Wärme wird ein Teil der Auspuffgase durch den Doppelboden h geleitet. Die Gase treten durch Stutzen k ein und durch die Oeffnungen i wieder aus. Das Benzin fließt bei m dem Behälter zu. Textabbildung Bd. 327, S. 658 Fig. 5. Textabbildung Bd. 327, S. 658 Fig. 6. Wegen ihren verschiedenen Mängeln werden die Verdunstungskarburatoren heute nicht mehr ausgeführt. Dagegen sind durchweg solche Vergaser oder Vergasungseinrichtungen im Gebrauch, bei denen die zu jeder Verbrennung nötige Brennstoffmenge zunächst in flüssigem, aber fein zerstäubtem Zustande mit der angesaugten Verbrennungsluft gemischt und dann in Dampfform übergeführt wird. Die Konstruktionen dieser sogen. Einspritzvergaser sind sehr mannigfaltig. Fast jede Motorenfabrik hat ihre eigenen Ausführungen. Nachstehend sollen verschiedene Einspritzvergaser gezeigt werden, die teils für stationäre, teils für Automobilmotoren im Gebrauch sind. Fig. 3 veranschaulicht eine Körtingsche Vergasungseinrichtung, die sich für den Betrieb mit Benzin, Benzol, Spiritus usw. eignet. Der Apparat wird in den Saugkanal eingebaut und besteht aus dem (Behälter) Gehäuse a, dem Kolben mit Nadelventil b und dem Brennstoffzuführungsteil c. Bei c1 fließt der Brennstoff aus einem höher gelegenen Behälter zu. Während des Saughubes macht sich die Saugwirkung auch im Kanal d geltend; der Kolben b wird dadurch angehoben. Das Nadelventil läßt Brennstoff zufließen, der sich auf Tellern ausbreitet und durch einen zwischen Teller e und f sich bildenden Ringspalt als Flüssigkeitsschleier austritt. Die durch Kanal g kommende Luft zerstäubt den Brennstoff und mischt sich mit ihm. Die Regulierung erfolgt durch Drosselung der angesaugten Gemischmenge. Textabbildung Bd. 327, S. 659 Fig. 7. Textabbildung Bd. 327, S. 659 Fig. 8. Die Vergasungseinrichtung an Motoren der Firma Moritz Hille G. m. b. H. in Dresden-Löbtau zeigt Fig. 4. Das Einlaßventil A ist im Brennstoffventil B geführt. Mittels Feder C, die ihren Stützpunkt auf dem Teller vom Ventil A hat, wird das Brennstoffventil B auf seinen Sitz gepreßt. Sobald beim Saughub Einlaßventil A sich öffnet, nimmt es durch Mutter D das Brennstoffventil B mit. Der aus Kanal E kommende Brennstoff breitet sich auf Kegel B aus, wird von der angesaugten Luft mitgerissen und zerstäubt. Zur Unterstützung der Zerstäubung ist noch Sieb F eingebaut. Die Menge des zuzuführenden Brennstoffs wird mittels Nadel G geregelt. Die Regulierung kann durch Aenderung der Hubhöhe des Ventils A bewerkstelligt werden. In den Fig. 5 und 6 sind die Vergaser der Firma Scharrer & Groß in Nürnberg dargestellt. Der erstere kommt bei kleineren, der andere bei Motoren von etwa 15 PSe an aufwärts zur Verwendung. Beide Vergaser ermöglichen den Betrieb der Motoren mit Benzin, Benzol, Spiritus usw. Am Vergaser (Fig. 5) wird die von einem höher gelegenen Brennstoffbehälter kommende Brennstoffleitung bei a angeschlossen. Im Ringraum c sammelt sich etwas Brennstoff an. Während des Saughubes wird mittels Nocken, Hebel und Stößel Ventil b geöffnet. Der Brennstoff fließt durch Kanäle e aus und breitet sich auf Kegel f aus. Von der in der Pfeilrichtung zutretenden Verbrennungsluft wird er mitgerissen und zerstäubt. Nadel g dient zur Regelung der Menge des zufließenden Brennstoffs. Die Regulierung erfolgt durch Aussetzer, d.h. das Ventil b bleibt im gegebenen Moment geschlossen, so daß kein Brennstoff zufließen kann. Der Vergaser nach Fig. 6 besteht aus dem Brennstoffzuführungsteil A, dem darüber sitzenden doppelwandigen Gehäuse B, durch das ein Teil der Auspuffgase oder des warmen Kühlwassers geleitet werden kann, und einem selbsttätig wirkenden Brennstoffventil C. Die Brennstoffleitung schließt bei F an. Die Menge des zufließenden Brennstoffs wird mittels Nadel E geregelt. Während des Saughubes wird die Luft in der Pfeilrichtung angesaugt, dabei hebt sich das Ventil C, der Brennstoff steigt in der Düse G und tritt durch die Rillen und Kanäle H aus. Die Ansaugeluft reißt den Brennstoff mit, zerstäubt ihn und mischt sich mit ihm. Die Regulierung erfolgt durch Drosselung der angesaugten Gemischmenge. Die Firma Anton Schlütter, Motorenfabrik in München, rüstet ihre Motoren mit dem Vergaser nach Fig. 7 und 8 aus. Dieser besteht eigentlich nur aus dem Brennstoffventil a und der Reguliernadel b. Beim Saughub wird das Brennstoffventil durch einen von der Einlaßventilsteuerung aus angetriebenen Hebel betätigt. Der Brennstoff fließt durch Kanal c aus, wird hier von der angesaugten Luft aufgefangen, mitgerissen und zerstäubt. Durch Verstellen der Muttern e kann der Zeitpunkt für das Oeffnen des Brennstoffventils verändert werden. Es ist angebracht, das Brennstoffventil etwas später öffnen zu lassen wie das Einlaßventil, damit im Saugkanal eine genügend hohe Luftgeschwindigkeit herrscht bis der Brennstoff zutritt. Dadurch wird vermieden, daß unzerstäubter Brennstoff in den Zylinder kommt. Der Vergaser ermöglicht die Verwendung von Benzin, Benzol, Spiritus usw. als Brennstoff. Durch Versuche wurde noch festgestellt, daß er sich sogar für den Betrieb mit Petroleum eignet, allerdings ist dabei notwendig, den Motor wenigstens teilweise zu belasten. Die mit dem Vergaser erzielten Verbrauchszahlen schwanken bei Benzinbetrieb zwischen 290 g f. d. PSe/Std. bei einem dreipferdigen Motor und 245 g f. d. PSe/Std. bei einem zwölfpferdigen Motor; bei Benzolbetrieb sind diese Zahlen 270 g resp. 230 g f. d. PSe/Std. Die Regulierung kann durch Aussetzer oder durch Verminderung des Hubes des Einlaßventils und damit auch des Brennstoffventils erfolgen. Textabbildung Bd. 327, S. 660 Fig. 9. Der Vergaser nach Fig. 9 besteht aus dem Gehäuse a, dem Drehschieber b, dem Brennstoffventil c, der Düse d und der Reguliernadel e. Mittels Gewinde i ist der Vergaser in wagerechter Lage an den Saugkanal anzuschließen. Der Brennstoff fließt bei f zu. Beim Saughub wird sowohl durch die Schlitze g wie auch durch die kleine Bohrung h Luft angesaugt. Infolge des über ihm entstehenden Unterdruckes hebt sich Ventil c, so daß Brennstoff durch die Bohrung k der Düse d zufließen kann. Der von h kommende Luftstrom gelangt durch Bohrungen l und m in den Düsenkanal, trifft hier auf den von k kommenden Brennstoff, zerstäubt diesen und erzeugt an der Mündung der Düse einen großen Streukegel. Die durch die Schlitze g angesaugte Luft mischt sich mit dem aus der Düse austretenden gut zerstäubten Brennstoff. Infolge des großen Streukegels an der Düsenmündung entsteht ein sehr gleichmäßiges Gemisch. Durch Verdrehen des Schiebers b kann die Menge der durch die Schlitze g angesaugten Luft verändert werden. Der mit dem Vergaser erzielte Brennstoffverbrauch ist äußerst günstig. Bei einem zwölfpferdigen Motor wurde er zu etwa 220 g f. d. PSe/Std. festgestellt, wobei Benzin mit einem spezifischen Gewicht von 720 als Brennstoff diente. Der Vergaser eignet sich für Benzin, Benzol, Spiritus usw. Die Regulierung erfolgt durch Verminderung des Hubes des Einlaßventils. Fig. 10 stellt den Vergaser der Motorenfabrik Heinrich Kämper in Berlin-Mariendorf dar. Der Brennstoff wird in den Behälter c gepumpt, in dem die Höhe des Brennstoffstandes durch ein Ueberlaufrohr konstant erhalten wird. Die Verbrennungsluft tritt durch die Schlitze J zu, streicht im Trichter g über die Brennstoffdüse d weg, reißt dabei den Brennstoff mit, zerstäubt ihn und mischt sich mit ihm. Dieses Brennstoffluftgemisch gelangt dann durch Schlitze h und i in den Saugkanal. Die Regulierung geht dabei auf folgende Weise vor sich: der Drosselschieber b steht mittels einem entsprechenden Gestänge unter dem Einfluß des Regulators. Durch Verdrehen des Schiebers werden die Schlitze i mehr oder weniger überdeckt, so daß sich dadurch die Menge des in den Saugkanal gelangenden Gemisches ändert, durch Schieber k kann, sobald das Gemisch einmal zu brennstoffreich werden sollte, frische Luft zugeführt werden. Der mit diesem Vergaser erzielte Brennstoffverbrauch betrug bei einem Vierzylindermotor, der bei 520 Umdrehungen i. d. Min. etwa 65 PSe leistet, 260 g f. d. PSe/Std., wobei Benzin mit einem spez. Gewicht von 710 als Brennstoff diente. Textabbildung Bd. 327, S. 660 Fig. 10. (Schluß folgt.)