CN101749152A - 具有电磁燃料阀的燃料输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有电磁燃料阀的燃料输送装置用于内燃机(10)的、特别是用于在便携式手持工具机，如动力链锯、磨切机、鼓风机、切割机等中的内燃机的混合气形成装置(2)的燃料输送装置，其具有燃料存储器(30)、可切换的阀门(40)和燃料通道(20)，所述燃料通道汇入内燃机(10)的进气区域中，并且所述阀门(40)用第一输入接头(41)和燃料存储器(30)连接，用第二输出接头(42)和燃料通道(20)连接。为了对在阀门切换时机械运动的燃料柱进行补偿，本发明规定，所述输出接头(42)通过旁路通道(45)与所述输入接头(41)连接，并且在旁路通道(45)中设有流动阀(46)，所述流动阀沿着从输出接头(42)到输入接头(41)的流动方向(48)打开，并且沿相反方向闭锁。

Description

具有电磁燃料阀的燃料输送装置
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于内燃机的，特别是用于在便携式手持工具机，如动力链锯、磨切机、鼓风机、切割机等中的内燃机的混合气形成装置的燃料输送装置。
背景技术
DE 102 42 816 A1公开了一种电磁燃料阀。它用于定量输送到混合气形成装置的燃料量。阀门元件是由横交于燃料的流动方向的阀板形成。当阀板运动时，燃料柱机械地移动，这会损害通过阀门定量的燃料量的精确性。
从原理上讲在每个具有机械运动的阀门元件的阀门中，在切换过程中液柱都会机械运动，这在大计量时与计量的量相比是微不足道的，然而在小计量时与所应计量的量相比就会出现计量不精确。这特别是在脉冲宽度调制的控制信号中是这种情况，其中，当频率固定时用这些控制信号控制阀门。
发明内容
本发明的任务是如此地设计具有燃料计量阀的燃料输送系统，即也能精确地计量最小的燃料量。
根据本发明这个任务通过权利要求1的特征得以完成。
阀门的输出接头通过旁路通道与输入接头连接，其中，在旁路通道中设有流动阀。所述流动阀沿着从输出接头到输入接头的流动方向打开，并且沿反向方向闭锁。流动阀的结构和止回阀相类似，没有阀门弹簧，因此在很大程度上是无压力地打开。因此流动阀的阀门元件基本上是不受力的，并且它是根据旁路通道中的体积流打开或者关闭的。
由于旁路通道，机械运动的燃料柱通过打开的流动阀流出，不会通过输入接头压入到燃料输送装置中。这样，也能精确地计量最小的燃料量。
在旁路中构造节流部位。这个节流部位可通过旁路通道的通道横截面形成。可合适地在输出接头和流动阀之间形成节流部位。
连接在输出接头上的燃料通道的节流部位大体与旁路通道的节流部位相同，优选地稍大。这样就可实现由于在旁路通道中的流动阻力比较小，机械运动的燃料柱通过这个旁路通道流出，而对燃料输送装置没有影响。
根据本发明的燃料输送装置特别是为小排量的发动机设计的，优选地是为具有10至200cm3，特别是约22到122cm3排量的二冲程发动机设计的。通过阀门计量的燃料量在60至300g/h的范围中。
附图说明
从其它的权利要求、说明书和附图中得到本发明的其它特征。下面在附图中示出了单个说明的实施例。这些附图是：
图1：用于内燃机的燃料输送装置简图。
图2：电磁燃料阀通过横截面图。
具体实施方式
图1示出将燃料输送到混合气形成装置2的燃料输送装置1。在所示实施例中所述混合气形成装置是由主喷嘴3和空转喷嘴系统4构成，其中空转喷嘴系统4由一个空转喷嘴7和两个部分载荷喷嘴5和6构成。这些喷嘴3、5、6和7在文丘里结构8的区域中汇入进气通道9中。这个进气通道将已准备好的燃料空气混合气输送到内燃机10中。在所示实施例中内燃机10是二冲程发动机，其中进气通道9汇入到曲轴箱11中。混合气从曲轴箱11经过溢流通道12被输送到气缸14的燃烧室13中。关于两冲程发动机的结构和功能方式已是众所周知了。
在进气通道9中设置节流阀15，在该节流阀15的上游设置阻塞阀16。这个阻塞阀根据在进气通道9中的旋转位置影响在进气通道9中的低压。沿燃烧用空气的流动方向17看，这个阻塞阀16位于上游，也就是位于文丘里结构8的前面，而节流阀15设置在文丘里结构8的下游，也就是说设置在文丘里结构8的后面。
主喷嘴3大约在文丘里结构8的中间汇入，并且通过沿流动方向朝文丘里结构打开的流动阀18与输送燃料的主燃料通道20连接。主喷嘴线路19的通道横截面具有节流的作用，它用节流部位21表示。
空转喷嘴线路22也是从主燃料通道20分出。在空转喷嘴线路中合适地设置了无压力打开的流动阀23。这个流动阀沿着从主燃料通道20到喷嘴5、6和7的流动方向打开。空转喷嘴线路22的通道横截面有节流作用。它用节流部位24表示。
空转喷嘴线路汇入到空转室25中，从这个空转室中给喷嘴5、6和7供油。
在节流阀15的虚线所示的空转位置中，空转喷嘴7位于节流阀的下游，其中，空转所需的燃烧用空气通过节流阀中的开口26流入。在节流阀15的上游彼此有间距地设置有部分载荷喷嘴5和6。这些喷嘴分别通过固定节流阀27和28与空转室25连接。空转喷嘴7的线路设置有可调节的节流阀29，以调节空转运行时所必需的燃料量。
从燃料存储器30给主燃料通道20提供燃料。在所示实施例中燃料存储器设计为例如薄片化油器的调节室。调节室的膜片31控制着输送阀32。通过这个输送阀，借助合适地由交变的曲轴箱压力驱动的燃料泵33从燃料箱34中燃送燃料。由调节室30的膜片31控制调节阀32，这样，在燃料存储器30中可以保持大体恒定的工作压力。主燃料通道20从燃料存储器30分支，并且给主喷嘴3和空转喷嘴系统4供油。
在主燃料通道20中设置切换阀40，特别是电磁的切换阀。通过这个切换阀可控制燃料通道20中的燃料流。为了计量所希望的燃料量，以快速的顺序、即按照节拍地打开和关闭阀门40，由此调节出平均的燃料流。当打开阶段大于关闭阶段时，则允许大的燃料量。当关闭阶段大于打开阶段时，则调节出小的燃料量。通过打开时间和关闭时间的变化可在燃料通道25中调节出所希望的燃料流，并且因此可计量所希望的燃料量。这种对阀门40的数字式控制优选地以固定的频率进行，这样，通过对脉冲宽度的控制，可以调节燃料量(脉冲宽度调制控制的阀门40)。
电磁阀40具有输入燃料的第一接头41和输出燃料的第二接头42。在所示实施例中，切换流量的阀门元件43是阀板。为了关闭或者打开阀门，这个阀板可沿着燃料的流动方向44运动，或者与燃料的流动方向44相反地运动。在沿着燃料的流动方向44，或者与燃料的流动方向相反地作切换运动时，由于阀门行程u，阀门元件43挤压作用在其上的燃料柱。这可导致在打开阀门40时，燃料机械式地移动到燃料通道20中，因此移动到主喷嘴和空转喷嘴系统中，这样，在形成混合气时就会出现不均匀性。
如图1示出，输出接头42通过旁路通道45和流动阀46与输入接头41连接。因此，这个旁路通道45环绕着阀门40，其中，流动阀46沿着从输出接头42到输入接头41的差值量ΔV的流动方向49基本无压力地打开，并沿相反方向关闭。流动阀46的阀门元件与燃料流随动。当出现燃料流与流动方向49相反时，阀门46关闭。当出现燃料流沿着流动方向49流动时，阀门无压力地打开，也就是说阀门46的打开压力大约为零。因此，这个流动阀46是与流动方向49相反的止回阀。形成旁路45的通道具有节流作用。这种作用用节流部位47表示。这个节流部位47位于切换阀40的输出接头42和无压力地打开的流动阀46之间。
如虚线所示，阀门40和返回的旁路通道45一起合适地构成一个结构单元48。
本系统工作方式如下：
当阻塞阀16位于虚线所示的打开位置，并且节流阀15位于虚线所示的关闭位置时，内燃机10处于空转状态。空转时的燃料的计量是通过切换阀40的节拍进行，其中，在空转时输送的燃料量很小。在本实施形式中燃料流量在约60至300g/h的容积范围中。
在设计为二冲程发动机的内燃机的进气冲程中，在空转喷嘴7处为相应的低压，这样空转系统4从主燃料通道20吸进相应的燃料量，这个燃料量由阀门40计量。因为在空转时通过空转喷嘴线路22输出的燃料量V2很小，所以在由主燃料通道20的通道横截面所形成的节流阀35处只有很小的低压。在切换阀40的打开过程中，除了所调节的输送量外，还通过机械运动的燃料柱输送燃料量V1，其中，V1＞V2。这种突增地增长的燃料量V1不能通过节流部位35输出，因为在节流部位35处的空转喷嘴系统4的抽吸低压还较小。节流部位35在动态上比旁路通道45的节流部位47稍大，因此通过切换过程所引起的燃料突增ΔV通过沿流动方向打开的流动阀46输出或者挤出到输入接头41。在这种情况中，节流部位47(旁路通道45的通道横截面)的节流作用和节流部位35(主燃料通道20的通道横截面)的节流作用大体相同。优选地在静态时燃料通道20的节流部位35具有比旁路通道45的节流部位47稍大的值。考虑到在主燃料通道的节流部位35处的动态低压，在节流部位35处的节流作用可以比旁路通道45的节流部位47更小。
当节流阀15也和阻塞阀16一样地完全打开，则通过主喷嘴3达到内燃机10的全载荷情况时所必需的燃料量。这样在主燃料通道20中的抽吸低压就相应地高。由于低压较高，所以节流部位35的作用下降。因此，节流部位35的节流作用是由混合气形成装置2的几何尺寸和分别在节流部位35处起作用的抽吸低压共同形成。通过阀门40机械移动的燃料柱通过主喷嘴线路19抽吸。
在全载荷时所计量的燃料量V1与输出的燃料量V2和V3大体相同。整个计量的燃料量V1被抽吸到进气通道9中，其中，在阀门40的切换过程中，阀门40的燃料突增量ΔV相对于流出量V2和V3较小。因为较高的抽吸低压和通过节流部位35的较大燃料流，节流部位35的动态节流作用比旁路通道中的节流部位47的节流作用明显地小，所以燃料量ΔV被抽吸到混合气形成装置2中。虽然在主燃料通道20中的抽吸低压较高，仍然不会在旁路通道45中出现与箭头方向49相反的燃料流，因为流动阀46是关闭的。
在空转情况时，通过根据本发明的且具有起止回阀作用的流动阀46的旁路通道45，将机械移动的燃料柱对混合气形成装置2的影响最小化，在最佳情况时这种影响被均衡了。在全载荷情况时，流动阀46关闭，并且旁路通道45基本不起作用。
在本实施例中在图2中示出了电磁燃料阀40。该燃料阀的结构在DE 102 42 816 A1中有详细说明。详情请参阅文献DE 102 42 816 A1公开的内容。

Claims (13)

1.用于内燃机(10)的、特别是用于在便携式手持工具机，如动力链锯、磨切机、鼓风机、切割机等中的内燃机的混合气形成装置(2)的燃料输送装置，其具有燃料存储器(30)、可切换的阀门(40)和燃料通道(20)，所述燃料通道汇入内燃机(10)的进气区域中，并且所述阀门(40)用第一输入接头(41)和燃料存储器(30)连接，用第二输出接头(42)和燃料通道(20)连接，其特征在于，所述输出接头(42)通过旁路通道(45)与所述输入接头(41)连接，并且在旁路通道(45)中设有流动阀(46)，所述流动阀沿着从输出接头(42)到输入接头(41)的流动方向(48)打开，并且沿相反方向闭锁。
2.按照权利要求1所述的燃料输送装置，其特征在于，在旁路通道(45)中形成节流部位(47)。
3.按照权利要求2所述的燃料输送装置，其特征在于，所述节流部位(47)形成在所述输出接头(42)和流动阀(46)之间。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，在燃料通道(20)中形成节流部位(35)，该节流部位的节流阻力和所述旁路通道(45)中的节流部位(47)大体相同，或者稍大。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，所述节流部位(35、47)是通过通道的通过横截面的结构确定的。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，内燃机(10)是小排量的发动机，特别是具有约10至200cm3，特别是约22至122cm3的排量的二冲程发动机。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，由阀门计量的燃料量大约是60至300g/h。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，所述燃料通道(20)在文丘里结构(8)的区域中汇入到进气通道(9)中。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，所述燃料通道(20)分支成主喷嘴线路(19)和空转喷嘴线路(22)。
10.按照权利要求9所述的燃料输送装置，其特征在于，所述主喷嘴线路(19)用主喷嘴(3)汇入文丘里结构(8)，并且空转喷嘴线路(22)沿着吸入的燃烧用空气的流动方向(17)在节流阀(15)的区域中汇入。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，所述阀门(40)是具有可运动的阀板(43)的电磁阀。
12.按照权利要求11所述的燃料输送装置，其特征在于，所述阀板(43)从关闭状态到打开状态的打开运动沿着燃料的流动方向(43)进行。
13.按照权利要求1至12中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，所述阀门(40)、旁路通道(45)和流动阀(46)设置在一个共同的结构单元(48)中。
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