DE10114866A1 - Handgeführtes Arbeitsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät mit einem insbesondere als Zweitaktmotor (1) ausgebildeten Verbrennungsmotor (2) mit einem Kurbelgehäuse (3) und mit einem Vergaser (4). Das Arbeitsgerät weist ein kraftstofführendes System (5) zur Versorgung des Vergasers (4) mit Kraftstoff (7) auf. Das kraftstofführende System (5) ist über eine Primer-Leitung (6) und eine in der Primer-Leitung (6) angeordnete Dosiereinrichtung (8) stromab des Vergasers (4) mit einem in der Ansaugphase mit dem Kurbelgehäuse (3) in Verbindung stehenden Raumbereich (9) verbunden. Die Dosiereinrichtung (8) ist über den Druck im Kurbelgehäuse (3) gesteuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Handgeführte Arbeitsgeräte mit einem Verbrennungsmotor und einem Vergaser sind zur Erzielung einer hohen Leistung und zur Erfüllung der jeweils gültigen Abgasnormen mit einer entsprechenden Einstellung des Kraftstoff/Luft-Verhältnis­ ses versehen, welches auf den betriebswarmen Zustand des Verbrennungsmotors abgestimmt ist. Beim Start des Verbren­ nungsmotors nach längeren Ruhepausen und insbesondere bei kalten Umgebungsbedingungen wird das vom Vergaser bereitge­ stellte Gemisch zu mager, was zu Startschwierigkeiten füh­ ren kann.

Zur Verbesserung des Startverhaltens, insbesondere des Kaltstartverhaltens des Verbrennungsmotors, sind Anordnun­ gen zur Gemischanreicherung während der Startphase bekannt. Beispielsweise kann über eine im Ansaugkanal des Vergasers angeordnete, der Drosselklappe vorgeschaltete Starterklappe ein erhöhter Unterdruck im Ansaugkanal erzeugt werden. Durch den erhöhten Unterdruck wird relativ zu der durch den Verbrennungsmotor angesaugten Luftmenge eine erhöhte Kraft­ stoffmenge angesaugt. Das Gemisch wird fetter, wodurch die Startbedingungen verbessert sind. Nachteilig ist dabei jedoch der erhöhte Bauaufwand insbesondere hinsichtlich der kinematischen Steuerung der Starterklappe.

Es ist ferner bekannt, zur Anreicherung des Kraftstoff/­ Luft-Gemisches eine sogenannten Primerpumpe vorzusehen, über die vor Beginn oder während des Startvorganges über eine Primer-Leitung eine vorbestimmte Menge von Kraftstoff in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors einspritzbar ist. Dadurch ist bereits während der ersten Kurbelwellenumdre­ hungen beim Startvorgang eine hinreichende Kraftstoffmenge verfügbar. Zur Vermeidung von Schwierigkeiten bei der Do­ sierung des Kraftstoffes mittels einer Primerpumpe sind Ausführungen bekannt, bei denen die Pumpe im Vergaser in­ tegriert ist. Über eine mit dem Kurbelgehäuse des Verbren­ nungsmotors verbundene Druckleitung wird beim Anspringen des Verbrennungsmotors die Primerpumpe abgeschaltet. Eine derartige Vergaseranordnung ist komplex im Aufbau und schwierig hinsichtlich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge abstimmbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein handgeführtes Arbeitsgerät hinsichtlich der Starteigenschaften seines Verbrennungsmotors zu verbessern.

Es wird vorgeschlagen, die Primer-Leitung mit einer Dosier­ einrichtung für Kraftstoff vorzusehen, über die das kraft­ stofführende System des Arbeitsgerätes mit dem Kurbelgehäu­ se bzw. mit einem in der Ansaugphase mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehenden Raumbereich wie beispielsweise einem Überströmkanal verbindbar ist. Die Dosiereinrichtung ist dabei über den Druck im Kurbelgehäuse steuerbar. Bei einer derartigen Anordnung braucht der Vergaser nicht oder nur geringfügig modifiziert zu werden. Durch die Steuerung der Dosiereinrichtung über den Druck im Kurbelgehäuse ist die vor oder während des Startvorganges einzuspritzende Kraftstoffmenge präzise dosierbar, wobei durch den veränderten Druckverlauf im Kurbelgehäuse beim Anspringen des Verbrennungsmotors die zusätzliche Zufuhr von Kraftstoff selbsttätig verringert oder abgestellt werden kann. Durch die Zufuhr des Kraftstoffes direkt in das Kur­ belgehäuse oder beispielweise in einen Überströmkanal ist der Kraftstoff nahe des Brennraumes verfügbar, wodurch un­ erwünschte Kondensationseffekte an kalten Motorteilen, bei­ spielsweise im vergasernahen Bereich des Ansaugkanals ver­ ringert sind.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist in der vom Kraft­ stofftank zum Vergaser führenden Kraftstoffleitung eine Kraftstoffvorförderpumpe angeordnet, über die der Vergaser lageunabhängig mit einer hinreichenden Kraftstoffmenge ver­ sorgt wird. Dabei ist die Primer-Leitung druckseitig der Kraftstoffvorförderpumpe von der Kraftstoffleitung abzwei­ gend ausgeführt. Bei einer derartigen Ausführung sind zur Förderung des Kraftstoffes durch die Primer-Leitung keine weiteren Pumpelemente oder dgl. erforderlich, so daß die Anordnung zur Kraftstoffanreicherung insgesamt sehr einfach gehalten sein kann. Insbesondere ist dazu eine im Gehäuse des Vergasers vorgesehene Membranpumpe vorgesehen, wodurch sich der konstruktive Aufwand auf eine entsprechende Ab­ zweigung der Primer-Leitung beschränkt.

In vorteilhafter Weiterbildung ist die Dosiereinrichtung über den Druck in dem zwischen der Dosiereinrichtung und dem Kurbelgehäuse liegenden Teilstück der Primer-Leitung gesteuert. Insbesondere bei einer Ausbildung der Dosierein­ richtung als Membranschaltventil wird dadurch die Wechselwirkung zwischen der Ventilschaltfunktion und dem oszillie­ renden Druck im Kurbelgehäuse über nur eine Leitung ge­ nutzt, so daß auf den Zusatzaufwand beispielsweise einer Steuerleitung, eines mechanischen Antriebes oder dgl. ver­ zichtet werden kann.

Das Membranventil weist dabei zweckmäßig je einen durch eine Membran voneinander getrennten ersten und zweiten Teilraum auf, wobei der erste Teilraum ein Teilstück der Primer-Leitung bildet. Ein durch die Membran verschließba­ res Ventilelement sorgt bedarfsweise abhängig vom im Kur­ belgehäuse auftretenden und über die Primer-Leitung über­ tragenen Steuerdruck für eine Zufuhr bzw. eine Unterbre­ chung von zusätzlichem Kraftstoff vor, während oder nach dem Startvorgang. Die Steuerung über eine elastische Mem­ bran ist verschleißfest und einfach im Aufbau. Das Ventil­ element ist dabei zweckmäßig in Form eines Rohrstutzens ausgebildet, auf dessen Dichtrand die Membran aufliegt. Bei dieser Anordnung ist der mechanische Aufwand gelenkig oder verschieblich geführter mechanischer Ventilteile vermieden und eine zuverlässige Dichtfunktion sichergestellt.

In Verbindung mit einem Rückschlagventil in der Primer-Lei­ tung zwischen dem Kurbelgehäuse und der Dosiereinrichtung wird Kraftstoff über die Kraftstoffvorförderpumpe und das Ventilelement in den ersten Teilraum des Membranschaltven­ tils gefördert. Von dort werden Kraftstofftröpfchen während der Ansaugphase des Verbrennungsmotors durch den Unterdruck im Kurbelgehäuse angesaugt. Der anschließend ansteigende Unterdruck im Kurbelgehäuse bewirkt ein Schließen des Rück­ schlagventils, wodurch ein Rückpumpen vermieden ist. Nach dem Anspringen des Verbrennungsmotors sinkt der Druck im Kurbelgehäuse während der Ansaugphase derart, daß die Membran gegen den Förderdruck der Kraftstoffvorförderpumpe an den Dichtrand gedrückt wird. Dadurch ist die Kraftstoffzu­ fuhr über die Primer-Leitung nach dem Anspringen des Ver­ brennungsmotors zuverlässig unterbunden; der Verbrennungs­ motor saugt im wesentlichen ausschließlich über den Verga­ ser in gewünschter Weise ein Kraftstoff/Luft-Gemisch mit einem voreingestellten Kraftstoff/Luft-Verhältnis an.

Der zweite Teilraum des Membranschaltventils weist zweckmä­ ßig eine Luftzuführöffnung auf, über die er insbesondere mit der Reinluftseite eines dem Vergaser vorgeschalteten Luftfilters verbunden ist. Dadurch arbeitet das Membran­ schaltventil in seiner Einstellung unabhängig vom Umge­ bungsdruck. Der erste und der zweite Teilraum sind dabei zweckmäßig über eine Strömungsdrossel miteinander verbun­ den, über die ein Druckausgleich zwischen beiden Teilräumen bei einem nur geringen Unterdruck im Kurbelgehäuse und ei­ nem entsprechend geringen Ansaugvolumenstrom durch die Pri­ mer-Leitung erfolgen kann. Bei einer entsprechend einge­ stellten Strömungsdrossel kann dadurch auch eine Kraft­ stoffzufuhr über die Primer-Leitung auch nach dem Ansprin­ gen des Verbrennungsmotors bei nur geringer Drehzahl erfol­ gen. Dies kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn der Motor zwar schon angesprungen ist, jedoch noch nicht rund läuft. Bei steigender Drehzahl des Verbrennungsmotors kann über die entsprechend eingestellte Strömungsdrossel kein hinreichender Druckausgleich mehr zwischen beiden Teilräu­ men erfolgen, in dessen Folge die Membran das Ventil ver­ schließt und den Primer-Vorgang beendet.

In einer zweckmäßigen Variante ist dabei die Strömungsdros­ sel einstellbar gestaltet. Bei entsprechend kalten Umge­ bungsbedingungen kann der Drosselquerschnitt bedarfsweise weit geöffnet werden, in dessen Folge auch nach dem An­ springen bei mittleren Drehzahlen zusätzlicher Kraftstoff zur Gemischanreicherung durch die Primer-Leitung fließt. Die Primer-Leitung übernimmt zusammen mit der Dosierein­ richtung eine Funktion vergleichbar zu der einer Starter­ klappe. Dadurch kann der Vergaser durch Verzicht auf eine Starterklappe einfach gestaltet sein.

Stromauf der Dosiereinrichtung kann in der Primer-Leitung ein Absperrventil vorgesehen sein. Durch Betätigung des Ab­ sperrventils kann auch bei einem rauhen Betrieb des Ar­ beitsgerätes mit Stoß- und Vibrationsbelastungen eine wäh­ rend des Betriebes unerwünschte Kraftstoffzufuhr über die Primer-Leitung zuverlässig unterbunden werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung eine beispielhafte Anordnung eines Verbrennungsmotors mit einem Verga­ ser und einer Primer-Leitung.

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung Einzelheiten ei­ ner Variante der Anordnung der Fig. 1.

In der schematischen Querschnittsdarstellung nach Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 2 in Form eines Zweitaktmotors 1 ausschnittsweise dargestellt. Der Verbrennungsmotor 2 kann auch ein gemischgeschmierter Viertaktmotor oder dgl. sein. Der Verbrennungsmotor 2 ist im Bereich eines Zylinders 39 mit einem Vergaser 4 verbunden, wobei über einen durch den Vergaser 4 hindurchführenden Ansaugkanal 33 Luft in Rich­ tung der Pfeile 34 angesaugt wird. Ein kraftstofführendes System 5 umfaßt einen mit Kraftstoff 7 gefüllten Kraft­ stofftank 11, der über eine Kraftstoffleitung 10 mit dem Vergaser 4 verbunden ist. Eine in einem Gehäuse 12 des Ver­ gasers 4 angeordnete Kraftstoffvorförderpumpe 13 ist als Membranpumpe 40 ausgebildet und zum Zwecke ihres Antriebes über eine Druckleitung 30 mit einem Kurbelgehäuse 3 des Verbrennungsmotors 2 verbunden. Über die Druckleitung 30 ist die Membranpumpe 40 mit einem oszillierenden Druck im Kurbelgehäuse 3 beaufschlagt. Die Kraftstoffvorförderpumpe 13 kann auch eine elektrische Pumpe oder dgl. sein.

Der Kraftstoff 7 wird über die Membranpumpe 40 und eine Re­ gelkammer 41 mit einem durch eine Membran 6 gesteuerten Kraftstoffventil 35 zu einer Kraftstoffdüse 38 gefördert. Dei Kraftstoffdüse 38 ist in einem Venturi-Abschnitt 37 des Ansaugkanales 33 angeordnet. Durch den Venturi-Abschnitt 37 entsteht beim Ansaugen von Verbrennungsluft entlang der Pfeile 34 ein Unterdruck, in dessen Folge Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 38 angesaugt und mit der Luft zu einem Kraftstoff/Luft-Gemisch vermengt wird.

Stromab der Kraftstoffdüse 38 ist eine Drosselklappe 31 zur Steuerung der Durchflußmenge und damit der Leistung des Verbrennungsmotors 2 vorgesehen. Stromauf der Kraftstoff­ düse 38 und des Venturi-Abschnittes 37 ist eine Chokeklappe 32 angeordnet, über die der Druck im Venturi-Abschnitt 37 weiter absenkbar und damit das Kraftstoff/Luft-Gemisch für einen Kaltstart anreicherbar ist. Des weiteren ist der Ver­ gaser 4 stromauf der Pfeile 34 mit einer Reinluftseite 23 eines nicht näher dargestellten Luftfilters 24 verbunden.

Ein in der Ansaugphase des Verbrennungsmotors 2 mit dem Kurbelgehäuse 3 in Verbindung stehender Raumbereich 9 ist über eine Primer-Leitung 6 mit dem kraftstofführenden Sys­ tem 5 verbunden. Der Raumbereich 9 ist im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel das Kurbelgehäuse 3 selbst und kann auch ein Überströmkanal oder Ansaugkanal des Zweitaktmotors 1 oder ein Ansaugkanal oder Kurbelgehäuse eines gemischgeschmier­ ten Viertaktmotors sein. Die Primer-Leitung 6 ist drucksei­ tig der Membranpumpe 40 von der Kraftstoffleitung 10 abge­ zweigt und kann auch beispielsweise von einer separaten Pumpe gespeist oder direkt mit dem Kraftstofftank 11 ver­ bunden sein. In der Primer-Leitung 6 ist eine Dosierein­ richtung 8 vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Membranschaltventil 15 ist. Je nach Anwendungsfall kann auch eine Ausbildung als mechanisch, elektrisch oder magne­ tisch gesteuertes Ventil zweckmäßig sein. Stromauf der Do­ siereinrichtung 8 ist in der Primer-Leitung 6 ein Absperr­ ventil 28 angeordnet. In einem Teilstück 14 der Primerlei­ tung 6 zwischen dem Kurbelgehäuse 3 und der Dosiereinrich­ tung 8 ist ein Rückschlagventil 27 vorgesehen.

Das Membranventil 15 umfaßt je einen durch eine Membran 16 voneinander getrennten ersten und zweiten Teilraum 17, 18. Dabei bildet der erste Teilraum 17 ein Teilstück 19 der Primer-Leitung 6. Der zweite Teilraum 18 weist eine Luftzu­ führöffnung 25 auf, an der eine Luftleitung 29 angeschlos­ sen ist. Der zweite Teilraum 18 des Membranschaltventils 15 ist über die Luftleitung 29 mit der Reinluftseite 23 des Luftfilters 24 strömungsleitend verbunden. Bei einer ent­ sprechenden Ausbildung der Dosiereinrichtung 8 kann auch auf die Chokeklappe 32 wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verzichtet werden.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung Einzel-hei­ ten der Anordnung nach Fig. 1, demnach die Kraftstoffvorförderpumpe 13 in Form der Membranpumpe 40 eine Anordnung aus zwei Rückschlagventilen 43 und einer Membran 42 um­ fasst. Über die Membranpumpe 40 wird Kraftstoff 7 aus dem Kraftstofftank 11 durch einen Kraftstoff-filter 44 und die Kraftstoffleitung 10 zur Regelkammer 41 gefördert. Eine druckseitig der Membranpumpe 40 abzweigende Druckaus­ gleichsleitung 45 ist zur Abführung von Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 11 und damit zur Herstellung eines Druckausgleichs im Kraftstofftank 11 vorgesehen. Drucksei­ tig der Kraftstoffvorförderpumpe 30 zweigt von der Kraft­ stoffleitung 10 die Primer-Leitung 6 zum Kurbelgehäuse 3 ab. In der Primer-Leitung 6 ist das Membranschaltventil 15 mit seinen beiden Teilräumen 17, 18 vorgesehen. Stromauf des Membranschaltventiles 15 ist in der Primer-Leitung 6 ein Absperrventil 28 angeordnet.

Die beiden Teilräume 17, 18 sind über eine einstellbare Strömungsdrossel 26 miteinander verbunden. Je nach Anwen­ dungsfall kann die Strömungsdrossel 26 auch einen fest ein­ gestellten Wert haben. Im Bereich des ersten Teilraums 17 weist das Membranschaltventil 15 als Ventilelement 20 einen mit der Primer-Leitung 6 in Verbindung stehenden Rohrstut­ zen 21 auf, an dessen umlaufenden Dichtrand 22 die Membran 16 dichtend zur Anlage gebracht werden kann. Es kann auch eine Ausbildung des Ventilelementes 20 mit einem schwenkba­ ren oder linear verschieblich gelagerten Ventilkörper zweckmäßig sein.

In dem zwischen dem Membranschaltventil 15 und dem Kurbel­ gehäuse 3 liegenden Teilstück 14 der Primer-Leitung 6 ist ein Rückschlagventil 27 vorgesehen. In dieser Anordnung ist das Membranschaltventil 15 über den Druck im Teilstück 14 steuerbar, indem während der Ansaugphase des Verbrennungsmotors 2 (Fig. 1) Kraftstofftröpfchen durch das Teilstück 14 aus dem ersten Teilraum 17 angesaugt werden. Der dabei im Teilraum 17 entstehende Unterdruck saugt die Membran 16 gegen den Dichtrand 22 und verschließt dadurch das Ventil­ element 20. Durch die Strömungsdrossel 26 kann mittels des Luftfilters 24 gefilterte Luft aus dem zweiten Teilraum 18 und durch die Luftzuführöffnung 25 in den ersten Teilraum 17 nachströmen, in dessen Folge bei geringen Drehzahlen des Verbrennungsmotors 2 (Fig. 1) die Kraftstoffvorförderpumpe 13 gegen den Anpreßdruck der Membran 20 auf den Dichtrand 22 anfördern kann. Bei hohen Drehzahlen erzeugt der Unter­ druck im ersten Teilraum 17 eine hinreichend hohe Anpreß­ kraft der Membran 16 auf den Dichtrand 22, wobei der Unter­ druck im ersten Teilraum 17 bei einer entsprechenden Ein­ stellung der Strömungsdrossel 26 durch diese nicht mehr ausgeglichen wird. Dadurch ist das Ventilelement 20 für den gewöhnlichen Betrieb verschlossen.

Claims (11)

1. Handgeführtes Arbeitsgerät mit einem insbesondere als Zweitaktmotor (1) ausgebildeten Verbrennungsmotor (2), mit einem Kurbelgehäuse (3), mit einem Vergaser (4) und mit einem kraftstofführenden System (5) zur Versorgung des Vergasers (4) mit Kraftstoff (7), dadurch gekennzeichnet, daß das kraftstofführende Sys­ tem (5) über eine Primer-Leitung (6) und eine in der Primer-Leitung (6) angeordnete Dosiereinrichtung (8) stromab des Vergasers (4) mit einem in der Ansaugphase mit dem Kurbelgehäuse (3) in Verbindung stehenden Raum­ bereich (9) verbunden ist, und wobei die Dosiereinrich­ tung (8) über den Druck im Kurbelgehäuse (3) gesteuert ist.

2. Arbeitsgerät nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kraftstoffleitung (10) von einem Kraftstofftank (11) zum Vergaser (4) eine insbesondere in einem Gehäuse (12) des Vergasers (4) angeordnete Kraftstoffvorförderpumpe (13) angeord­ net ist und daß die Primer-Leitung (6) druckseitig der Kraftstoffvorförderpumpe (13) von der Kraftstoffleitung (10) abgezweigt ist.

3. Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (8) über den Druck in dem zwischen der Dosiereinrichtung (8) und dem Kurbelgehäuse (3) liegenden Teilstück (14) der Primer-Leitung (6) gesteuert ist.

4. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (8) ein Membranschaltventil (15) ist.

5. Arbeitsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranschaltventil (15) je einen durch eine Membran (16) voneinander ge­ trennten ersten und zweiten Teilraum (17, 18) umfaßt, wobei der erste Teilraum (17) ein Teilstück (19) der Primer-Leitung (6) bildet und ein durch die Membran (16) verschließbares Ventilelement (20) umfaßt.

6. Arbeitsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (20) ein Rohrstutzen (21) mit einem Dichtrand (22) zur Anlage an der Membran (16) ist.

7. Arbeitsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilraum (18) eine insbesondere mit der Reinluftseite (23) eines Luftfilters (24) für den Vergaser (4) verbundene Luft­ zuführöffnung (25) aufweist.

8. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teilraum (17, 18) über eine Strömungsdrossel (26) mit­ einander verbunden sind.

9. Arbeitsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrossel (26) einstellbar ist.

10. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen der Dosier­ einrichtung (8) und dem Kurbelgehäuse (3) liegenden Teilstück (14) der Primer-Leitung (6) ein Rückschlag­ ventil (27) angeordnet ist.

11. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Primer-Leitung (6) stromauf der Dosiereinrichtung (8) ein Absperrventil (28) vorgesehen ist.