DE10000359A1 - Starteinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Starteinrichtung für einen Verbrennungsmotor (1) mit einem Membranvergaser (4), der einen mit einem Einlaßkanal (2) des Verbrennungsmotors (1) verbundenen Ansaugkanal (5) mit einem Venturi-Abschnitt (8) aufweist. Im Ansaugkanal (5) ist eine Drosselklappe (11) angeordnet, in deren Schwenkbereich zumindest eine Kraftstoffdüse (10) mündet. Stromauf des Venturi-Abschnittes (8) ist eine Starterklappe (13) angeordnet, wobei für eine zusätzliche Luftzufuhr bei geschlossener Starterklappe (13) ein Bypasskanal (30) vorgesehen ist, dessen Luftdurchsatz von einem temperaturabhängig verstellbaren Steuerelement bestimmt ist. DOLLAR A Um über einen weiten Temperaturbereich ohne manuelle Verstellung der Starterklappe ein Starten und Hochlaufen des Verbrennermotors zu gewährleisten ist vorgesehen, den Bypasskanal (30) vor der Starterklappe (13) abzweigen zu lassen und stromab der Drosselklappe (11) in den Gemischströmungspfad einmünden zu lassen. Das Steuerelement (35) ist dabei von einem Temperatursensor (36) verstellbar, welcher unmittelbar am Verbrennungsmotor (1) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Starteinrichtung für einen Ver­ brennungsmotor mit einem Membranvergaser nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine derartige Starteinrichtung ist aus der EP-0 262 491 A2 bekannt. Im Vergasergehäuse des Membran­ vergasers ist ein Ansaugkanal ausgebildet, der mit dem Ein­ laßkanal eines Verbrennungsmotors verbunden ist. Im Ansaug­ kanal ist im Bereich eines Venturi-Abschnittes eine Haupt­ kraftstoffdüse angeordnet, während im Schwenkbereich einer stromab des Venturi-Abschnittes angeordneten Drosselklappe eine Leerlaufdüse mündet. Stromauf des Venturi-Abschnittes ist eine Starterklappe angeordnet, in der ein Bypasskanal zur Zuführung von Verbrennungsluft bei geschlossener Star­ terklappe ausgebildet ist. Der Bypasskanal ist durch ein Bimetallelement gesteuert, welches in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur im Ansaugkanal des Membranvergasers den Luftdurchsatz im Bypasskanal steuert.

Das Starten derartiger benzinbetriebener Verbrennungs­ motoren, die als Antriebsmotor in handgeführten Arbeitsge­ räten wie Motorkettensägen, Trennschleifer, Freischneide­ geräten, Blasgeräten oder dergleichen eingesetzt werden, ist ein Seilzugstarter verwendet, mit dem nach wenigen Hüben ein Starten des Verbrennungsmotors sichergestellt sein soll. Hierbei hat sich gezeigt, daß mit bestimmungs­ gemäßer Stellung der Chokeklappe ein Anwerfen des Verbren­ nungsmotors gewährleistet ist, daß jedoch beim Hochlaufen des Verbrennungsmotors auf Leerlaufdrehzahl ein über­ fettendes Gemisch auftreten kann, was in vielen Fällen ein Absterben des Verbrennungsmotors zur Folge hat. Ist ein meist als Zweitakt- oder Viertaktmotor ausgeführter Ver­ brennungsmotor aufgrund von Überfettung abgestorben, ist es für den ungeübten Benutzer oft schwierig, den Verbren­ nungsmotor wieder in Betrieb zu nehmen.

Mit der bekannten temperaturgesteuerten Regelung des Durch­ strömquerschnitts des Bypasskanals wird zwar eine der Tem­ peratur angepaßte Zumessung der Verbrennungsluft gewähr­ leistet, jedoch schwankt mit der Änderung des Strömungs­ querschnittes des Bypasskanals in der Starterklappe auch der Unterdruck im Ansaugkanal des Membranvergasers, was Rückwirkungen auf den Kraftstoffzufluß hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gattungsge­ mäße Starteinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Membranvergaser derart auszubilden, daß ohne manuellen Ein­ griff durch den Benutzer ein sicheres Starten und Hochlau­ fen des Verbrennungsmotors über einen großen Temperatur­ bereich gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Da der Bypasskanal vor der Starterklappe abzweigt und stromab der Starterklappe in den Gemischströmungspfad mün­ det, werden die Unterdruckverhältnisse im Bereich des Ven­ turi-Abschnittes im Ansaugkanal unmittelbar von der über den Bypasskanal strömenden Luftmenge abhängig. Der Kraftstoffzufluß wird sich daher entsprechend einstellen, so daß eine Änderung der Gemischzusammensetzung über die Änderung des Luftdurchsatzes im Bypasskanal zu erzielen ist. Eine derartige Änderung der Gemischzusammensetzung zur Anpassung der Startbedingungen an die herrschenden Umgebungs­ temperaturen ist leicht zu handhaben und gewährleistet sichere Startverhältnisse auch unter extremen Bedingungen.

So ist erfindungsgemäß vorgesehen, das den Luftdurchsatz durch den Bypasskanal regelnde Steuerelement durch einen Temperatursensor zu verstellen, der unmittelbar am Verbren­ nungsmotor angeordnet ist. Zur Bestimmung des Startge­ misches wird somit die am Verbrennungsmotor herrschende Temperatur berücksichtigt, also in Näherung die konkrete Temperatur der Brennraumwandung. Hierzu ist zweckmäßig der Temperatursensor am Zylinder des Verbrennungsmotors ange­ ordnet; es kann auch ausreichend sein, den Temperatursensor am Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors vorzusehen, bevorzugt jedoch zylindernah.

Zweckmäßig mündet der Bypasskanal in den Einlaßkanal wobei zur Senkung des Montageaufwandes der Temperatursensor und das Stellelement in der Mündung des Bypasskanals angeordnet sind. Die Mündung des Bypasskanals ist dabei insbesondere durch einen Rohrabschnitt aus einem wärmeleitfähigen Mate­ rial gebildet.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, das Stellelement zwi­ schen dem Abzweig des Bypasskanals und dessen Mündung anzu­ ordnen, wobei der Temperatursensor dann an jeder zweckmäßi­ gen Stelle angeordnet sein kann, so z. B. in der Wandung des Auslaßkanals. Damit wird auch die Möglichkeit gegeben, den Bypass zwischen der Starterklappe und der Drosselklappe einmünden zu lassen.

Die Ausgestaltung des temperaturabhängig zu verstellenden Steuerelementes ist so vorgesehen, daß der Bypasskanal un­ terhalb einer unteren Grenztemperatur ständig geschlossen und oberhalb einer oberen Grenztemperatur ständig geöffnet ist. Im Bereich zwischen der unteren und der oberen Grenz­ temperatur ist der Durchströmquerschnitt des Bypasskanals geregelt, wobei der Temperaturbereich etwa zwischen -10°C und +10°C liegen kann.

Zweckmäßig ist der Bypasskanal über ein mechanisches Ventil absperrbar, um z. B. bei geöffneter Starterklappe den By­ passkanal mittels der Starterklappenwelle vollständig zu schließen. So sind Rückwirkungen des Bypasskanals im nor­ malen Betriebszustand sicher vermieden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachstehend im Einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Starteinrichtung für einen mit einem Membranvergaser verbundenen Verbrennungsmotor,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Starteinrichtung nach Fig. 1 in anderer Ausgestaltung.

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines mechanischen Absperrventils im Schnitt.

In Fig. 1 ist schematisch ein Verbrennungsmotor 1 mit einem Einlaßkanal 2 und einem Auslaßkanal 3 gezeigt. Mit dem Ein­ laßkanal 2 ist der Ansaugkanal 5 eines Membranvergasers 4 verbunden, wobei die Verbindung über ein insbesondere ela­ stisches und/oder thermisch isolierendes Zwischenstück 6 erfolgt. Der Ansaugkanal 5 ist in dem Vergasergehäuse 7 ausgebildet und weist einen Venturi-Abschnitt 8 auf, in dessen Bereich eine Hauptkraftstoffdüse 9 mündet. Stromab des Venturi-Abschnittes 8 mündet in den Ansaugkanal 5 eine Leerlaufdüse 10, die im Schwenkbereich einer stromab des Venturi-Abschnittes 8 angeordneten Drosselklappe 11 liegt. Die Drosselklappe 11 ist mit einer Drosselklappenwelle 12 verschwenkbar im Ansaugkanal 5 gelagert; in Fig. 1 ist die Drosselklappe 11 in der Vollgasstellung, d. h. vollständig geöffnet dargestellt.

Stromauf des Venturi-Abschnittes 8 ist - bevorzugt im An­ saugkanal 5 - eine Starterklappe 13 vorgesehen, die wie die Drosselklappe 11 mittels einer Welle 14 verschwenkbar im Ansaugkanal 5 gehalten ist. Die Starterklappe 13 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Luftfenster 15 auf, durch welches bei geschlossener Starterklappe 13 die zum Betrieb des Verbrennungsmotors 1 notwendige Verbrennungsluft ein­ strömt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Star­ terklappe 13 in der Startstellung gezeigt, in der sie den Querschnitt des Ansaugkanals 5 weitgehend vollständig ver­ schließt, so daß lediglich durch das Luftfenster 15 ein Luftzutritt möglich ist. Es kann zweckmäßig sein, zusätz­ lich oder anstelle des Luftfensters 15 die Chokeklappe 13 in ihrem Randbereich mit Spiel zur Umfangswand des Ansaug­ kanals 5 vorzusehen, so daß in der gezeigten Schließstel­ lung der Starterklappe 13 der Luftzutritt in der gewünsch­ ten Menge durch einen Spalt zwischen dem Rand der Starter­ klappe 13 und der Wand des Ansaugkanals 5 gewährleistet ist.

Stromauf des Ansaugkanals 5 ist ein Luftkanal 16 ange­ schlossen, der mit einem nicht näher dargestellten Luft­ filter in Verbindung steht. Durch den Luftkanal 16 strömt dem Membranvergaser 4 in Pfeilrichtung 17 Verbrennungsluft zu, der - je nach Stellung der Starterklappe 13 und der Drosselklappe 11 - im Bereich der Kraftstoffdüsen 9 und 10 Kraftstoff beigemischt wird. Dieses Kraftstoff/Luft-Gemisch wird über das Zwischenstück 6 dem Einlaßkanal 2 des Ver­ brennungsmotors 1 zugeführt.

Der über die Kraftstoffdüsen 9 und 10 in den Ansaugkanal 5 hinzutretende Kraftstoff wird über eine Kraftstoffpumpe 18 zugeführt, welche im Vergasergehäuse 7 ausgebildet ist. Die Kraftstoffpumpe 18 ist vom schwankenden Kurbelgehäusedruck angetrieben, der über den Anschlußstutzen 19 der Pumpenkam­ mer zugeführt ist. Der Kraftstoff wird über den Saugan­ schluß 20 angesaugt und über ein membrangesteuertes Zulauf­ ventil 21 in eine Regelkammer 22 gefördert, aus der sowohl die Hauptkraftstoffdüse 9 als auch die Leerlaufdüse 10 ge­ speist ist. Die Regelkammer 22 ist durch eine Membran 23 begrenzt, die über einen federbelasteten Hebel 24 das Zu­ laufventil 21 steuert.

Zur Kompensation mit dem Umgebungsluftdruck ist die Regel­ membran 23 auf der der Regelkammer 22 abgewandten Seite vom Umgebungsluftdruck beaufschlagt, wozu auf der Trockenseite der Regelmembran 23 ein Kompensationsraum 25 ausgebildet ist, der über eine Öffnung 26 zur Atmosphäre belüftet ist.

Die Abstimmung des Gemisches in der gezeigten Startstellung von Choke- und Drosselklappe (Chokeklappe 13 geschlossen; Drosselklappe 11 geöffnet) ist so vorgesehen, daß in einem Temperaturbereich von etwa -20 bis -30°C ein Starten und Durchlaufen des Verbrennungsmotors ohne Eingriff durch den Benutzer gewährleistet ist.

Zur Anpassung des Gemisches an die Umgebungstemperatur ist die Starteinrichtung gemäß der Erfindung mit einem Bypass­ kanal 30 versehen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Schlauch ausgebildet ist. Das eine Ende 31 des Bypasskanals 30 ist mit einem Abzweigstutzen 29 verbunden, welcher - bevorzugt nahe dem Vergasergehäuse 7 - vom Luftkanal 16 abgeht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ende 31 des Schlauches auf einem Befestigungsabschnitt 28 des Ab­ zweigstutzens aufgeschoben.

Das andere, zweite Ende 32 des Bypasskanals 30 ist mit einem Rohrabschnitt 33 verbunden, der aus der Wand 27 des Einlaßkanals 2 herausragt. Zum Anschluß mit einem als Schlauch ausgeführten Bypasskanal 30 weist der Rohrab­ schnitt 33 ein Befestigungsende 34 zum Aufschieben des Schlauchendes auf.

Der in der Wand 27 des Einlaßkanals 2 gehaltene Rohrab­ schnitt 33 weist in Fig. 1 ein Steuerelement 35 auf, wel­ ches von einem Temperatursensor 36 verstellbar ist. Es kann - wie in Fig. 1 dargestellt - zweckmäßig sein, das Stelle­ lement 35 und den Temperatursensor 36 einteilig, z. B. in Form eines Stellgliedes aus Bimetall auszuführen. Da der Temperatursensor 36 am Verbrennungsmotor 1, nämlich in der Wand dessen Zylinder 40 angeordnet ist, wird die Betriebs­ temperatur des Verbrennungsmotor 1 erfaßt und bei der Zu­ messung der Bypassluft berücksichtigt. Wird der Temperatur­ sensor 36 - wie gezeigt - in der Wand 27 des Einlaßkanals 2 angeordnet, dessen Temperatur unmittelbar zur Steuerung der Bypassluft herangezogen, so daß die Temperaturbedingungen längs des Gemischpfades erfaßt sind. Es kann berücksichtigt werden, wenn bei kaltem Motor eine erhöhte Kraftstoffmenge auf der Wand des Gemischpfades kondensiert oder bei warmem Motor eine derartige Kondensation kaum auftritt.

Der Luftdurchtritt durch den Bypasskanal 30 ist vorteilhaft so abgestimmt, daß der Temperatursensor 36 das Stellelement 35 bei Zylindertemperaturen von z. B. weniger als -10°C permanent geschlossen hält, während es in einem Tempe­ raturbereich von z. B. -10°C bis +10°C Zylindertemperatur abhängig von der aktuellen Zylindertemperatur mehr oder we­ niger öffnet. Oberhalb einer Zylindertemperatur von z. B. 10°C gibt das Stellelement 35 den Strömungspfad des Bypass­ kanals 30 vollständig frei, so daß der Bypasskanal ohne Beeinträchtigung durch das Stellglied vollständig geöffnet ist.

Durch die Steuerung des Luftzutritts durch den Bypasskanal 30 in Abhängigkeit von der Zylindertemperatur ist ohne ma­ nuellen Eingriff durch die Bedienungsperson in einem Tem­ peraturbereich von etwa -30°C bis +50°C ein sicheres Star­ ten des Verbrennungsmotor und Anlaufen der Maschine gewähr­ leistet.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine ähnliche Start­ einrichtung wie in Fig. 1 gezeigt, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind.

In Abweichung von Fig. 1 ist der Temperatursensor 36 in Fig. 2 in der Wand 37 des Auslaßkanals 3 angeordnet, so daß die Zumessung der Bypassluft in Abhängigkeit von der Abgas­ temperatur erfolgen kann. Der Temperatursensor 36 wirkt da­ bei auf das in räumlicher Nähe zu ihm angeordnete Stellele­ ment 35, welches zwischen dem Abzweig 29 des Bypasskanals 30 und dessen Mündung 38 im Einlaßkanal 2 angeordnet ist.

Es kann auch zweckmäßig sein, den Temperatursensor am Kur­ belgehäuse 41 anzuordnen.

Vorteilhaft ist auch eine Anordnung der Mündung 38' des By­ passkanals 30' in dem Kanalabschnitt zwischen Starterklappe 13 und Drosselklappe 11. Damit wird ein Einfluß des Bypass­ kanals in Vollast und Leerlaufstellung sicher ausge­ schlossen.

Es kann auch zweckmäßig sein, den Bypasskanal 30 mit einem mechanischen Ventil 50 absperrbar auszuführen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Vorteilhaft ist das Ventilglied 49 von der in einem Ventilgehäuse 47 geführten Welle 14 der Star­ terklappe 13 gebildet, wobei die Welle 14 eine radiale Ven­ tilbohrung 48 aufweist, die in der gezeigten Öffnungs­ stellung des Ventils 50 deckungsgleich mit Anschlußöff­ nungen 45, 46 des Ventilgehäuses liegen. In der Außerbe­ triebsstellung der Starterklappe 13 ist die Welle 14 um 90° gedreht, so daß die Ventilbohrung 48 von der Wandung des Ventilgehäuses 47 verschlossen ist. Der Bypasskanal 30 ist in Öffnungsstellung der Starterklappe 13 abgesperrt; Rück­ wirkungen des Bypasskanals unter Betriebsbedingungen außer­ halb der Startsituation sind ausgeschlossen.

Claims (14)

1. Starteinrichtung für einen Verbrennungsmotor (1) mit einem Membranvergaser (4), der einen mit einem Einlaß­ kanal (2) des Verbrennungsmotors (1) verbundenen An­ saugkanal (5) mit einem Venturi-Abschnitt (8) aufweist, und mit einer im Ansaugkanal (5) angeordneten Drossel­ klappe (11), in deren Schwenkbereich zumindest eine Kraftstoffdüse (10) mündet, sowie mit einer stromauf des Venturi-Abschnittes (8) angeordneten Starterklappe (13) und einem Bypasskanal (30) für eine zusätzliche Luftzufuhr bei geschlossener Starterklappe (13), wobei der Luftdurchsatz im Bypasskanal (30) von einem tempe­ raturabhängig verstellbaren Steuerelement (35) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (30) vor der Starterklappe (13) abzweigt und stromab der Star­ terklappe (13) in den Gemischströmungspfad mündet, und daß das Steuerelement (35) von einem Temperatursensor (36) verstellbar ist, welcher unmittelbar am Verbren­ nungsmotor (1) angeordnet ist.

2. Starteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (36) am Zylinder (40), vorzugsweise in der Einlaßkanalwand (27), in der Auslaßkanalwand (37) oder in einem am Aus­ laßkanal (3) angeschlossenen Schalldämpfer des Verbren­ nungsmotors angeordnet ist.

3. Starteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (36) am Kurbelgehäuse (41) des Verbrennungsmotors (1) und vorzugsweise zylindernah angeordnet ist.

4. Starteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (30) stromab der Drosselklappe (11) in den Gemischströmungs­ pfad, vorzugsweise in den Einlaßkanal (2) mündet.

5. Starteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (36) und das Steuerelement (35) in der Mündung (38) des By­ passkanals (30) angeordnet sind.

6. Starteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (38) des By­ passkanals (30) durch einen Rohrabschnitt (33) aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist.

7. Starteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (30') zwischen der Starterklappe (23) und der Drosselklappe (11) in den Gemischströmungspfad mündet.

8. Starteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (35) zwischen dem Abzweig (29) des Bypasskanals (30) und dessen Mündung (38) angeordnet ist.

9. Starteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (30) unter­ halb einer unteren Grenztemperatur ganz geschlossen und oberhalb einer oberen Grenztemperatur vollständig ge­ öffnet ist.

10. Starteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmquerschnitt des Bypasskanals (30) in einem Temperaturbereich zwischen der unteren und der oberen Grenztemperatur ge­ regelt ist.

11. Starteinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturbereich etwa zwischen -10°C und +10°C liegt.

12. Starteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bypasskanal (30) ein von der Welle (12, 14) einer Klappe (11, 13) mechanisch gesteuertes Ventil (50) angeordnet ist, welches in einer vorbestimmten Klappenstellung geschlossen ist.

13. Starteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (49) die Welle (12, 14) einer Klappe (11, 13) ist, wobei die Welle eine radiale Ventilbohrung (48) aufweist und in einem Ventilgehäuse (47) drehbar gehalten ist.

14. Starteinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe die Starter­ klappe (13) ist und das Ventil (50) in Öffnungsstellung der Starterklappe (13) geschlossen ist.