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Einführung in die Vergasertechnik

Prinzip der Mischverhältniserzeugung (Vollast)

Der Vergaser arbeitet strömungsabhängig, das heißt die pro angesaugtem Luftvolumen zugeführte Kraftstoffmenge ist vom Durchfluß durch den Vergaser abhängig. Dazu hat man sich der Strömungstechnik bedient und so finden wir in den üblichen KFZ-Vergasern eine Reihe von Venturieinsätzen. Mit diesen hat man einen theoretisch definierten Zusammenhang zwischen der Strömungsgeschwindigkeit im Vergaser und dem Druck, der an der Bohrung anliegt, durch die das vorvergaste Kraftstoff/Luftgemisch angesaugt wird.

Links im Bild sieht man die praktische Umsetzung. Unterhalb des Vergaserdeckels ist ein Venturieinsatz im Saugrohr, hier ein Fallstromvergaser. Durch die im Venturirohr erzeugte Druckdifferenz wird das Gemisch zudosiert.

Warum das Mischrohr?

Um den Vergaser den jeweiligen Klimabedingungen und Bedarf des Motors anzupassen, muß die Spritmenge pro Luftvolumen einstellbar sein. Damit man nicht für jede Änderung einen anderen Vergaser konstruieren, oder einen anderen Venturieinsatz einbauen muß, hat man ein Bauteil geschaffen, mit dem das Gemisch angepaßt werden kann. Dies ist das Mischrohr. Das hat auch den Vorteil, daß ein Vergasergrundkörper für zig verschiedene Motoren verwendet werden kann, was die Kosten senkt. Außerdem benötigt ein vorvergastes Gemisch weniger Druck zum Ansaugen als eine Flüssigkeit, der Vergaser arbeitet bei niedrigen Druckdifferenzen (entspricht Drehzahl) zuverlässiger.

Leerlauf/Übergangsbereich

Leerlauf
Dies ist der Betriebsfall, in dem der Motor kein Drehmoment abgibt. Der Motor muß nur so viel Drehmoment erzeugen, um seine innere Reibung zu überwinden. Höhere Leerlaufdrehzahlen erfordern ein größeres Drehmoment, dem Motor muß mehr Luft/Kraftstoffgemisch zugeführt werden. Man sieht schon hier, daß das Fahren mit unnötig hoher Drehzahl, also wenn der Motor die Geschwindigkeit auch in einem höheren Gang halten könnte, unwirtschaftlich ist. Hohe Drehzahlen ergeben einen hohen Anteil an innerer Reibung.

Teillast oder Übergangsbereich
Der Motor muß ein Drehmoment abgeben, wobei die Last keinen allzu großen Öffnungswinkel der Drosselklappe erfordert. Hier ist die Strömungsgeschwindigkeit zu niedrig, daß die Dosierung per Veturidüse funktioniert.

Für sehr niedige Lasten, also fast geschlossener Drosselklappe muß das Gemisch anders erzeugt werden. Hier macht man sich den Spalt an der fast geschlossenen Drosselklappe zu nutze und positioniert knapp über und unter ihr Bohrungen. Das Gemisch der untersten Bohrung ist durch eine Nadel regelbar, der Leerlaufgemisch-Regulierschraube. Die Luft wird über Leerlaufdüsen begrenzt, die meist flach in den Vergaserdeckel eingepreßt sind. Bei variablen Sportvergasern kann man diese Düse herausschrauben. Das Benzin/Luftgemisch wird immer aus der Bohrung unter der Drosselklappe angesaugt, je weiter sich diese öffnet, um so mehr Bohrungen fördern Benzin, bis das Hauptdüsensystem (Venturidüse) in Funktion tritt. Bei der linken Abbildung ist die Drosselklappe schon etwas über Leerlauf geöffnet, es fördern schon alle Teillastbohrungen Gemisch.

Gerade dieser Lastzustand macht den Vergasern zu schaffen. Hier ist die Gemischerzeugung zu ungenau, da sie nicht geregelt ist. Da wir (außer bei Rennfahrzeugen, die immer Vollast beschleunigen) fast ausschließlich im Teillastbereich fahren, hat sich eine elektronische Regelung des Gemisches durchgesetzt, was neben einem besseren Wirkungsgrad auch zu einem geringeren Verbrauch und Schadstoffausstoß geführt hat.

Weitere Betriebszustände

Vollast
Für sehr hohe Last und Drehzahl, bei der ein starker Unterdruck im Vergaser herrscht, sind bei manchen Vergasern (nicht bei den gängigen Weber-Sportvergasern) am oberen Ende noch Röhrchen angebracht, die eine Anreicherung des Gemisches ergeben. Beim 34 CIC ist dies beim 2. Register angebracht, siehe Abbildung links.

Beschleunigung
Die Beschleunigerdüse, soll die zeitliche Verzögerung des Gemisches durch die Laufzeit im Saugrohr beim Gasgeben ausgleichen. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten.

• Die Bekanntere ist eine Membrane, die über die Drosselklappenachse betätigt wird und einen Benzinstrahl per Düsen in das Saugrohr spritzt. Die Betätigung ist auch per Unterdruckdose möglich.
• Die andere Möglichkeit ist, mit der Membrane den Kraftstoffpegel in der Schwimmerkammer kurzzeitig anzuheben, womit die Hauptdüse "geflututet" wird und somit eine kurzzeitige Anreicherung bewirkt.

Man sieht bei diesem Tiefflug durch die Vergasertechnik, daß bei der Auslegung der Kraftstoffaufbereitung von der Chemie zur Strömungstechnik und im Hintergrund die Thermodynamik der Verbrennungsmaschinen betrachtet werden muß. Für die Auslegung und Weiterentwicklung der Gemischaufbereitung ist also reichlich Fachwissen und Theorie nötig ist um ein optimales Ergebnis zu bekommen.

Auf Seite 3 folgt nun eine Anregung zur Einstellung, bzw. Abstimmung der Vergaser auf einen Motor.