DE102008029381A1

DE102008029381A1 - Anordnung aus einem Luftfilter und einem Membranvergaser

Info

Publication number: DE102008029381A1
Application number: DE102008029381A
Authority: DE
Inventors: Torsten Haussner; Harald Krause
Original assignee: Dolmar GmbH
Current assignee: Makita Engineering Germany GmbH
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: DE202007009475U1; US20090007531A1; DE102008029381B4; CN101338709A; US8394165B2; CN101338709B

Abstract

Um eine Anordnung (100) aus mindestens einem Luftfilter (10) und mindestens einem Membranvergaser (20) zum Bereitstellen eines Kraftstoff-Luftgemischs, - wobei der Membranvergaser (20) -- über mindestens einen Ansaugkanal (30) mit der Reinluftseite (14) des Luftfilters (10) verbunden ist und -- mindestens eine Regelkammer (40) mit mindestens einem mit dem Ansaugkanal (30) verbundenen Kraftstoffraum (42), wobei der Kraftstoffraum (42) --- mit Unterdruck aus dem Ansaugkanal (30) beaufschlagt wird und --- durch mindestens eine, zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffraum (42) ausgebildete Regelmembran (44) von mindestens einem Kompensationsraum (46) getrennt ist, und - wobei der Kompensationsraum (46) über mindestens einen Kompensationspfad (50) mit mindestens einer pulsierenden Druckquelle (14, 30), insbesondere mit der Reinluftseite (14) des Luftfilters (10) und/oder mit dem Ansaugkanal (30), verbunden ist, so weiterzubilden, dass Druckschwingungen, insbesondere Resonanzschwingungen, im Kompensationsraum (46) verhindert werden, insbesondere dass trotz in der pulsierenden Druckquelle auftretender Luftschwingungen eine optimale Bereitstellung des Kraftstoff-Luftgemischs, insbesondere eine optimale Zumessung der Kraftstoffmenge, erfolgt, wird mindestens ein dem Kompensationspfad (50) zugeordnetes Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') zum Verändern der Dimensionierung, insbesondere der Länge und/oder des Durchmessers, des ...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus mindestens einem Luftfilter und mindestens einem Membranvergaser zum Bereitstellen eines Kraftstoff-Luftgemischs, wobei der Membranvergaser über mindestens einen Ansaugkanal mit der Reinluftseite des Luftfilters verbunden ist und mindestens eine Regelkammer mit mindestens einem mit dem Ansaugkanal verbundenen Kraftstoffraum, wobei der Kraftstoffraum mit Unterdruck aus dem Ansaugkanal beaufschlagt wird und durch mindestens eine, zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffraum ausgebildete Regelmembran von mindestens einem Kompensationsraum getrennt ist, und wobei der Kompensationsraum über mindestens einen Kompensationspfad mit mindestens einer pulsierenden Druckquelle, insbesondere mit der Reinluftseite des Luftfilters, verbunden ist.
Stand der Technik
Ein Membranvergaser der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 39 03 192 A1 bekannt. Membranvergaser werden überwiegend bei kleinen Motoren in handgeführten und/oder offroad verwendeten Arbeitsgeräten eingesetzt, da sie lageunäbhängig betrieben werden können.
Diese lageunabhängige Arbeitsweise des Membranvergasers wird dadurch erreicht, dass die Kraftstoffmengendosierung nicht wie bei anderen Vergasern durch einen Schwimmer in einer Schwimmerkammer erfolgt, sondern durch eine Steuerung mit einer flexiblen Membran, eine so genannte Regelmembran oder Steuermembran, die auf der einen Seite mit dem Unterdruck im Ansaugkanal und auf der anderen Seite mit einem Kompensationsdruck, beispielsweise dem Umgebungsluftdruck (Druckschrift DE 31 27 516 A1 ) und/oder dem Druck der Reinluftseite eines Luftfilters (Druckschrift DE 39 03 192 A1 ) und/oder dem Druck des Ansaugkanals ( DE 101 04 445 A1 ) und/oder dem Luftdruck des Kurbelgehäuses des Motors (Druckschrift DE 30 45 976 C2 und DE 39 01 628 A1 ), verbunden ist.
In den Membranvergaser ist also einerseits eine Kraftstoffpumpe zum Zuführen von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank in einen Kraftstoffraum und andererseits eine Steuerung für die Zumessung der Kraftstoffmenge integriert. Dieser steuernde Bereich wird durch die Regelmembran gegen die Umgebung abgedichtet, wobei die Regelmembran eine Zwischenwand zwischen dem kraftstoffgefüllten Kraftstoffraum und einem Kompensationsraum bildet. Die dem Kraftstoffraum zugewandte Seite der Regelmembran wird somit mit dem Unterdruck des Ansaugtrakts und die dem Kompensationsraum zugewandten Seite der Regelmembran wird mit dem Druck des Kompensationsraums (Kompensationsdruck) beaufschlagt.
Ändert sich durch verschiedene Einflüsse das auf die Regelmembran wirkende Druckverhältnis, wird die Lage der Regelmembran verändert. Dies verändert die Zumessung des Kraftstoffes im Vergaser und somit die Zusammensetzung des durch den Membranvergaser bereitgestellten Kraftstoff/Luftgemisches.
Um zu vermeiden, dass ein mit einem Membranvergaser ausgerüsteter Motor unter Volllast und sinkender Drehzahl abmagert, weil überproportional viel kraftstofffreie Luft zugeführt wird, ist bei einem in der Druckschrift DE 101 04 445 A1 beschriebenen Membranvergaser die Kompensationskammer über eine Kompensationspfad mit einer abhängig von der Motordrehzahl pulsierenden Druckquelle verbunden. Eine derartige pulsierende Druckquelle kann beispielsweise der Ansaugkanal, der Luftfilter oder das Kurbelgehäuse des Motors sein.
Mittels dieses Kompensationspfads erfolgt eine verzögerte Weitergabe des Drucks der Druckquelle, beispielsweise des Unterdrucks der Reinluftseite des Luftfilters, auf die Kompensationskammer so dass langzeitliche Änderungen des Drucks der Druckquelle zu entsprechenden Druckänderungen auf der Trockenseite der Membran führen.
Eine Verbindung der Kompensationskammer mit der Filterkammer, eine so genannte Filterkompensation, verhindert zudem, dass mit zunehmender Verschmutzung des Luftfilters das Verhältnis des Drucks in der Kraftstoffkammer zum Druck in der Kompensationskammer steigt und unerwünscht ein fetteres Kraftstoff/Luftgemisch gebildet wird.
Membranvergaser mit einer derartigen Filterkompensation sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 44 19 084 A1 , DE 196 04 288 C1 , DE 299 22 748 U1 , DE 101 04 445 A1 , US 3, 085, 791 A und DE 39 03 192 A1 bekannt.
Diese Druckkompensation wirkt über den gesamten Drehzahlbereich, in dem ein mit einem derartigen Membranvergaser ausgestattetes Gerät betrieben wird. Aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten kann es in der pulsierenden Druckquelle, also beispielsweise im Luftfilter und somit im Bereich der Filterkompensation, jedoch zu unerwünschten Druckschwingungen, insbesondere zu unerwünschten Resonanzschwingungen, der angesaugten Luft kommen. Diese Schwingungen haben dann rückwirkend über den Kompensationspfad oder Strömungskanal einen unerwünschten Einfluss auf die Zumessung der Kraftstoffmenge im Membranvergaser.
Eine nachteilhafte Veränderung der Zusammensetzung des vom Vergaser bereitgestellten Kraftstoff-Luftgemischs führt wiederum zu kritischen Motorparametern, insbesondere zu verminderter Abgasqualität, zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch und zu verringerter Motorleistung.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass Druckschwingungen, insbesondere Resonanzschwingungen, im Kompensationsraum verhindert werden, insbesondere dass trotz in der pulsierenden Druckquelle auftretenden Luftschwingungen eine optimale Bereitstellung des Kraftstoff-Luftgemischs, insbesondere eine optimale Zumessung der Kraftstoffmenge, erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch einen Zweitaktmotor mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausgehend von der Problematik, dass durch den Kompensationspfad in die Kompensationskammer übertragene Druckschwingungen, insbesondere Resonanzschwingungen, die Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffraum stark negativ beeinflussen, weil die Kraftstoffzufuhr druckgesteuert ist, basiert die vorliegende Erfindung grundsätzlich darauf, mittels eines Kompensationspfads definierter Dimensionen, insbesondere de finierter Länge und/oder definiertem Durchmesser, diese unerwünschten Druckschwingungen abzubauen. Die vorliegende Erfindung basiert somit darauf, die Dimensionierung des Kompensationspfads zu variieren bzw. zu verändern, insbesondere mit der Dimensionierung des Kompensationspfads zu spielen, um bestimmte Regelungseffekte zu erreichen.
Bei der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die Veränderung der Dimensionierung des Kompensationspfads zuverlässig verhindert, dass Luftschwingungen im Kompensationsraum des Membranvergasers auftreten und eine Abmagerung oder Überfettung des bereitgestellten Kraftstoff/Luftgemischs bewirken.
Zur Veränderung der Dimensionierung des Kompensationspfads weist das Steuerungs- und/oder Regelungselement vorteilhafterweise mindestens ein mit dem Kompensationspfad verbindbares und relativ zum Kompensationspfad bewegbares Pfadelement auf.
Der Kompensationspfad kann eine Leitung, ein im Wesentlichen flexibler oder ein im Wesentlichen starrer Schlauch, eine Röhre, eine Bohrung oder eine beliebige Verbindung zwischen der Kompensationskammer und der pulsierenden Druckquelle sein, wobei die pulsierende Druckquelle beispielsweise abhängig von der Motordrehzahl eines der Anordnung zugeordneten Zweitaktmotors pulsiert.
Mittels des Kompensationspfads wird die Kompensationskammer mit dem Druck der pulsierenden Druckquelle, beispielsweise mit dem Unterdruck des Ansaugkanals und/oder der Reinluftseite des Luftfilters und/oder des Kurbelgehäuses oder aber mit atmosphärischem Druck beaufschlagt. Zu diesem Zweck verbindet gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Kompensationspfad die Kompensationskammer mit der Reinluftseite des Luftfilters.
Hierbei kann, beispielsweise wie in der Druckschrift DE 31 27 516 C2 beschrieben, bei der Verbindung des Luftfilters mit der Außenatmosphäre ein Umschaltventil vorgesehen sein, durch das der Luftfilter wahlweise mit dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors oder mit der Atmosphäre verbindbar ist.
Der Einfluss des Kompensationspfads ist vorteilhafterweise so definiert, dass eine deutliche Wirkung auf die Zumessung des Kraftstoffes bei verschiedenen Motordrehzahlen eintritt. Zu diesem Zweck kann das Steuerungs- und/oder Regelungselement ferner dazu ausgebildet sein, die Dimensionierung des Kompensationspfads in Abhängigkeit vom Betriebsverhalten des Membranvergasers, insbesondere von Last und/oder Drehzahl und/oder von der Stärke des Unterdrucks im Ansaugkanal und/oder des Drucks in der Druckquelle, zu steuern.
Des Weiteren kann bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Lage der Kraftstoffkurve mittels des Kompensationspfads optimiert werden, um bestimmte motorische Parameter günstig zu beeinflussen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Verhältnis des Querschnitts des Kompensationspfads zum Ansaugquerschnitt bzw. zum geringsten Durchmesser des in Form einer Venturi-Düse ausgebildeten Ansaugkanals nicht größer als eins zu zwanzig. Das Verhältnis der Länge des Kompensationspfads zum Ansaugdurchmesser im Venturi ist vorzugsweise mindestens eins zu acht.
Das Steuerungs- und/oder Regelungselement kann vorteilhafterweise als eine Schaltung ausgebildet sein. Eine derartige schaltbare Veränderung der Dimensionierung des Kompensationspfads ermöglicht eine last- und/oder drezahlabhängige zusätzliche Veränderung der Kraftstoffkennlinie des Membranvergasers.
So ermöglicht die Schaltbarkeit auf unterschiedliche Dimensionen den Membranvergaser an ganz bestimmte Betriebszustände anzupassen. Beispielsweise kann beim Starten oder im Leerlauf oder in einem bestimmten Teillastbereich eine vorgegebene Länge des Kompensationspfads eingesetzt werden und dann beim Überschreiten eines Betriebspunktes eine andere Länge (kürzer oder länger) durch Umschalten wirksam werden, wodurch sich dann das Betriebsverhalten entsprechend ändert. Dabei können Schwindungseffekte als zusätzliche Einflussgröße auftreten und in geeigneter Weise genutzt werden.
Zur Bereitstellung eines schaltbaren Kompensationspfads ist bei einer bevorzugten Bauform der vorliegenden Erfindung die Schaltung dazu ausgebildet zwischen mindestens einer ersten Schaltposition und mindestens einer weiteren, insbesondere zweiten, Schaltposition hin und herzuschalten, wobei die Länge des Kompensationspfads veränderbar ist, indem der Kompensationspfad

– in der ersten Schaltposition mit mindestens einem weiteren, dem Kompensa tionspfad zugeordneten Kompensationspfadelement verbunden wird, und
– in der zweiten Schaltposition von dem weiteren Kompensationspfadelement getrennt wird.

Zum Regulieren der Schaltpositionen ist der Schaltung vorteilhafterweise mindestens ein Sensor und/oder mindestens ein Drosselklappensensor und/oder mindestens ein Temperaturfühler zugeordnet.
Das Steuerungs- und/oder Regelungselement kann dazu ausgelegt sein zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Dimensionen, insbesondere Längen und/oder Durchmessern, des Kompensationspfads umzuschalten. Alternativ kann das Steuerungs- und/oder Regelungselement aber auch dazu ausgelegt sein eine variable oder stufenlose Dimensionsänderung des Kompensationspfads herbeizuführen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Zweitaktmotor, insbesondere als Antriebsmotor in einem Kleinfahrzeug oder in einer handgeführten und/oder tragbaren Arbeitsgerätschaft, zum Beispiel in einem Blasgerät, in einem Freischneidegerät, in einer Heckenschere, in einer Motor(ketten)säge, in einer Motorsense, in einem Rasenmäher, in einem Trennschleifer oder in dergleichen, mit mindestens einer Anordnung gemäß der vorstehend dargelegten Art.
Der Zweitaktmotor kann zur Steuerung des dem Kompensationspfad zugeordneten Steuerungs- und/oder Regelungselements in Abhängigkeit von Last und/oder Drehzahl des Zweitaktmotors mindestens ein Magnetventil aufweisen.
Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann das dem Kompensationspfad zugeordnete Steuerungs- und/oder Regelungselement mittels des Kurbelgehäusedrucks, insbesondere mittels im Kurbelgehäuse des Zweitaktmotors erzeugten Unterdrucks, gesteuert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Kleinfahrzeug oder eine handgeführte bzw. tragbare Arbeitsgerätschaft, zum Beispiel ein Blasgerät, ein Freischneidegerät, eine Heckenschere, eine Motor(ketten)säge, eine Motorsense, einen Rasenmäher, einen Trennschleifer oder dergleichen, aufweisend mindestens einen Zweitaktmotor gemäß der vorstehend dargelegten Art.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Bereitstellen eines Kraftstoff-Luftgemischs mittels mindestens eines Membranvergasers, der über mindestens einen Ansaugkanal mit der Reinluftseite mindestens eines Luftfilters verbunden ist,

– wobei der Ansaugkanal
– mit Luft von der Reinluftseite des Luftfilters und
– mit Kraftstoff aus mindestens einem dem Membranvergaser zugeordneten Kraftstoffraum beaufschlagt wird,
– wobei die Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffraum mittels mindestens einer, zwischen dem Kraftstoffraum und mindestens einem Kompensationsraum angeordneten Regelmembran gesteuert wird, und
– wobei der Kompensationsraum über mindestens einen Kompensationspfad mit dem Druck mindestens einer pulsierenden Druckquelle, insbesondere mit dem Unterdruck der Reinluftseite des Luftfilters, beaufschlagt wird.

Erfindungsgemäß wird die Dimensionierung, insbesondere die Länge und/oder der Durchmesser, des Kompensationspfads insbesondere in Abhängigkeit von der Häufigkeit und/oder der Amplitude von in der Druckquelle auftretenden Druckschwingungen reguliert, insbesondere mittels mindestens eines dem Kompensationspfad zugeordneten Steuerungs- und/oder Regelungselements verändert. Zur Bestimmung der Druckschwingungen in der pulsierenden Druckquelle weist die Anordnung zweckmäßigerweise mindestens eine Messsonde auf.
Die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitende Anordnung ist, weil sie in jeder Lage betrieben werden kann, in besonderer Weise zur Verwendung in einem Zweitaktmotor geeignet.
Ein derartiger Zweitaktmotor wiederum ist aufgrund seines geringen Leistungsgewichts als Antriebsmotor in einem Kleinfahrzeug oder in einer handgeführten und/oder tragbaren Arbeitsgerätschaft vorteilhaft einsetzbar. Zum Beispiel kann die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zweitaktmotor in einem Blasgerät, in einem Freischneidegerät, in einer Heckenschere, in einer Motor(ketten)säge, in einer Motorsense, in einem Rasenmäher oder in einem Trennschleifer verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1 sowie dem Anspruch 9 jeweils nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend anhand der dargestellten beiden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen in rein schematischer Darstellung
1 in Schnittdarstellung eine abstrahierte Darstellung für eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet,
2 in Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Anordnung aus 1 mit einem kurzen Kompensationspfad,
3 in Schnittdarstellung das erste Ausführungsbeispiel der Anordnung aus 1 mit einem verlängerten Kompensationspfad,
4 in Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der Anordnung aus 1 mit einem kurzen Kompensationspfad,
5 in Schnittdarstellung das zweite Ausführungsbeispiel der Anordnung aus 1 mit einem verlängerten Kompensationspfad, und
6 in Diagrammdarstellung die Beeinflussung der Kraftstoffkennlinie eines Membranvergasers mittels des in den 1 bis 5 dargestellten Kompensationspfads.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine Anordnung 100 aus einem Luftfilter 10 und einem Membranvergaser 20 zum Bereitstellen eines Kraftstoff-Luftgemischs. Im Gehäuse des Membranvergasers 20 ist ein Ansaugkanal 30 ausgebildet, der über einen Luftfilter 10 gefilterte Umgebungsluft ansaugt, wobei die Luftzufuhr über mindestens eine Drosselklappe 38 und mindestens eine Starterklappe oder Chokeklappe 36, reguliert wird. Die Ansaugrichtung (Bezugszeichen A) ist in den 1 bis 5 mittels eines Pfeils dargestellt.
Ferner saugt der Ansaugkanal 30 über mindestens eine Einlassöffnung 32, 34, 35 aus einem Kraftstoffraum 42 Kraftstoff an. Der Kraftstoffraum 42 ist einer Regelkammer 40 des Membranvergasers 20 zugeordnet und wird mittels einer flexiblen Membran 44, einer so genannten Regelmembran, von einem Kompensationsraum 46 getrennt. Die Regelmembran 44 steuert über ein Zulaufventil den Kraftstoffzulauf von einem Kraftstofftank in den Kraftstoffraum 42. Zum Druckausgleich ist der Kompensationsraum 46 über einen Kompensationspfad 50 mit der Reinluftseite 14 des Luftfilters 10 verbunden. Besonders vorteilhaft erweist sich der durch den Kompensationspfad 50 bedingte Druckausgleich insbesondere an der ersten Einlassöffnung 32, über welche dem Ansaugkanal 30 der Hauptteil des Kraftstoffes zugeführt wird.
Aufgrund der Verbindung des Kompensationspfads 50 mit einer pulsierenden Druckquelle 14, 30 herrscht im Kompensationspfad 50 keine gerichtete Strömung. Die Strömung im Kompensationspfad 50 ist daher mittels beidseitiger Pfeile mit dem Bezugszeichen S markiert.
Ferner kann optionalerweise der Kompensationsraum 46 über eine Wandöffnung, beispielsweise über eine Öffnung im Regelkammerdeckel 47, zur Atmosphäre entlüftet sein, so dass auch der Umgebungsdruck auf die Regelmembran 44 wirkt.
Um zu verhindern, dass unerwünschte Druckschwingungen, insbesondere Resonanzschwingungen, von der Reinluftseite 14 des Luftfilters 10 in den Kompensationsraum 46 übertragen werden, wird gemäß den in den 1 bis 5 dargestellten beiden Ausführungsformen die Dimensionierung, insbesondere die Länge und/oder der Durchmesser, des Kompensationspfads 50 abhängig von der Häufigkeit und/oder der Amplitude der Druckschwingungen des Luftfilters 10 verändert.
Die vorliegende Erfindung basiert somit darauf, mit der Dimensionierung des Kompensationspfads 50 zu spielen, um bestimmte Regelungseffekte zu erreichen. Dies ist in 1 durch den gestrichelten, als Schlauchleitung ausgebildeten Kompensationspfad 50 dargestellt. Diese Schlauchleitung 50 kann natürlich in unterschiedlicher Länge ausgeführt sein.
6 zeigt die mittels des Kompensationspfads 50 erzielbaren Regelungseffekte auf die Kraftstoffkennlinie des Membranvergasers 20. Dabei ist auf der senkrecht verlaufenden Achse das Verhältnis (Bezugszeichen B) des, durch den Membranvergaser bereitge stellten und einem dem Membranvergaser zugeordneten Zweitaktmotor zugefürten Kraftstoff/Luftgemischs und auf der waagrecht verlaufenden Achse die entsprechende Drehzahl pro Sekunde (Bezugszeichen D) des Zweitaktmotors aufgetragen.
Bauartbedingt weist jeder Membranvergaser eine Kraftstoffkennlinie auf, wobei die mit dem Bezugszeichen [1] markierte Linie die Kraftstoffkennlinie eines Membranvergasers darstellt, dessen Regelmembran auf der Trockenseite, also der dem Kompensationsraum zugewandten Seite, mit dem Umgebungsluftdruck beaufschlagt wird. Bei einem Membranvergaser, dessen Regelmembran auf der Trockenseite mit dem Luftdruck des Luftfilters beaufschlagt wird, ist durch diese Filterkompensation die Kraftstoffkennlinie insgesamt niveauverschoben (vgl. die mit dem Bezugszeichen [2] markierte Kennlinie). Die mit dem Bezugszeichen [3] markierte Kennlinie zeigt, dass sich die Kennlinie des Membranvergasers durch die Länge des Kompensationspfads verändern lässt. Ein schaltbarer Kompensationspfad ermöglicht zusätzlich eine drehzahlabhängige Veränderung, wie mittels der mit dem Bezugszeichen [4] markierten Kennlinie dargestellt.
In den 2 und 3 ist die Anordnung aus 1 mit einer variablen Längenänderung des Kompensationspfads 50 gezeigt, wobei die Länge des Kompensationspfads mittels eines zum Kompensationspfad 50 gehörigen Steuerungs- und/oder Regelungselement 60' variabel oder stufenlos veränderbar ist. Die Längenänderung des Kompensationspfads 50 erfolgt durch eine relative Bewegung des Steuerungs- und/oder Regelungselement 60' zum Kompensationspfads 50 hin bzw. vom Kompensationspfads 50 weg. Dabei wird ein vorzugsweise u-förmig ausgebildetes Pfadelement 62'

– zumindest teilweise über den Kompensationspfad 50 oder zumindest teilweise in den Kompensationspfad 50 geschoben, bzw.
– zumindest teilweise aus dem Kompensationspfad 50 herausbewegt oder zumindest teilweise vom Kompensationspfad 50 herunterbewegt.

Die Bewegungsrichtung des Steuerungs- und/oder Regelungselement 60' ist mittels beidseitiger Pfeile mit dem Bezugszeichen V markiert.
Alternativ ist auch denkbar, dass zur Veränderung der Dimensionierung des Kompensationspfads 50 der Kompensationspfad 50 und/oder das Pfadelement 62'

– aufeinander zu bewegt, beispielsweise übereinander oder ineinander ge schoben, oder
– voneinander weg bewegt, beispielsweise auseinander geschoben oder auseinander gezogen, werden.

In den 4 und 5 ist die Anordnung aus 1 mit einem schaltbaren Kompensationspfad 50 gezeigt, wobei die Länge des Kompensationspfads mittels einer dem Kompensationspfad 50 zugeordneten Schaltung 60'' veränderbar ist.
Die Schaltung 60'' weist zwei vorzugsweise parallel zueinander angeordnete Verbindungspfadelemente 62'', 64'' auf, die mit einem weiteren Kompensationspfadelement 52 derart zusammenwirken, dass

– in einer ersten Schaltposition (vgl. 2) der Kompensationspfad 50 mit dem weiteren Kompensationspfadelement 52 verbunden ist, und
– in einer zweiten Schaltposition (vgl. 3) der Kompensationspfad 50 von dem weiteren Kompensationspfadelement 52 getrennt ist, wobei der Wechsel zwischen den Schaltpositionen durch eine Drehbewegung der Schaltung 60 erfolgt.

Diese Schaltung 60'' kann ebenso wie das u-fömige Steuerungs- und/oder Regelungselement 60' auf verschiedene Art und Weise reguliert werden, zum Beispiel mittels Unterdruck eines Kurbelgehäuses, drehzahlabhängig durch ein Magnetventil und/oder gesteuert bspw. durch einen Sensor, durch einen Drosselklappensensor als Drehzahl- oder Lastsignal, durch einen Gasgriff mittels Schalter bzw. Taster oder anders. Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen werden, die Schaltung über die Zündsteuerung zu steuern.
Auch ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich, die Schaltung bzw. Steuerung 60, 60', 60'' temperaturabhängig vorzusehen. Des Weiteren ist es auch denkbar, mit der erfindungsgemäßen Funktion eine geänderte Kennstofflinie darzustellen.

100: Anordnung aus Luftfilter 10 und Membranvergaser 20
10: Luftfilter
12: Luftfiltergehäuse
14: Reinluftseite des Luftfilters
20: Membranvergaser
30: Ansaugkanal
32: Einlassöffnung zwischen Ansaugkanal 30 und Kraftstoffraum 42
34: weitere, insbesondere zweite, Einlassöffnung zwischen Ansaugkanal 30 und Kraftstoffraum 42
35: weitere, insbesondere dritte, Einlassöffnung zwischen Ansaugkanal 30 und Kraftstoffraum 42
36: Starterklappe, insbesondere Choke
38: Drosselklappe
40: Regelkammer
42: Kraftstoffraum der Regelkammer 40
44: Regelmembran oder Steuermembran
46: Kompensationsraum der Regelkammer 40
47: Kompensationsraumbegrenzung, insbesondere Deckel der Regelkammer 40
50: Kompensationspfad, insbesondere Druckausgleichskanal, Strömungsleitung, Kompensatorleitung oder Schlauchleitung
52: weiteres Kompensationspfadelement
60: Steuerungs- und/oder Regelungselement, insbesondere Schaltung oder variable bzw. stufenlose Steuerung, (abstrahierte Darstellung; vgl. 1)
60': Steuerungs- und/oder Regelungselement, insbesondere variable bzw. stufenlose Steuerung, (erstes Ausführungsbeispiel; vgl. 2 und 3)
62': Pfadelement des Steuerungs- und/oder Regelungselements 60' (erstes Ausführungsbeispiel; vgl. 2 und 3)
60'': Steuerungs- und/oder Regelungselement, insbesondere Schaltung, (zweites Ausführungsbeispiel vgl. 4 und 5)
62'': erstes Pfadelement des Steuerungs- und/oder Regelungselements 60'', insbesondere erstes Verbindungspfadelement der Schaltung 60'', (zweites Ausführungsbeispiel; vgl. 4 und 5)
64'': weiteres Pfadelement des Steuerungs- und/oder Regelungselements 60'', insbesondere weiteres Verbindungspfadelement der Schaltung 60'' (zweites Ausführungsbeispiel; vgl. 4 und 5)
A: Saugrichtung des Ansaugkanals 30
B: Verhältnis des durch den Membranvergaser 20 bereitgestellten Kraftstoff/Luftgemischs
D: Drehzahl des Zweitaktmotors
S: Strömung im Kompensationspfad 50
V: Variable Bewegung des Steuerungs- und/oder Regelungselements 60' (zweites Ausführungsbeispiel; vgl. 2 und 3)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3903192 A1 [0002, 0003, 0009]
- DE 3127516 A1 [0003]
- DE 10104445 A1 [0003, 0006, 0009]
- DE 3045976 C2 [0003]
- DE 3901628 A1 [0003]
- DE 4419084 A1 [0009]
- DE 19604288 C1 [0009]
- DE 29922748 U1 [0009]
- US 3085791 A [0009]
- DE 3127516 C2 [0019]

Claims

Anordnung (100) aus mindestens einem Luftfilter (10) und mindestens einem Membranvergaser (20) zum Bereitstellen eines Kraftstoff-Luftgemischs, wobei der Membranvergaser (20) – über mindestens einen Ansaugkanal (30) mit der Reinluftseite (14) des Luftfilters (10) verbunden ist und – mindestens eine Regelkammer (40) mit mindestens einem mit dem Ansaugkanal (30) verbundenen Kraftstoffraum (42), wobei der Kraftstoffraum (42) – mit Unterdruck aus dem Ansaugkanal (30) beaufschlagt wird und – durch mindestens eine, zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffraum (42) ausgebildete Regelmembran (44) von mindestens einem Kompensationsraum (46) getrennt ist, und – wobei der Kompensationsraum (46) über mindestens einen Kompensationspfad (50) mit mindestens einer pulsierenden Druckquelle (14, 30), insbesondere mit der Reinluftseite (14) des Luftfilters (10), verbunden ist, gekennzeichnet durch, mindestens ein dem Kompensationspfad (50) zugeordnetes Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') zum Verändern der Dimensionierung, insbesondere der Länge und/oder des Durchmesser, des Kompensationspfads (50).
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') dazu ausgelegt ist die Dimensionierung des Kompensationspfads (50) – variabel, insbesondere stufenlos, oder – innerhalb mindestens zweier unterschiedlicher Stufen oder Schaltpositionen, zu verändern.
Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') mindestens ein mit dem Kompen sationspfad (50) verbindbares und relativ zum Kompensationspfad (50) bewegbares Pfadelement (62'; 62'', 64'') aufweist.
Anordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') ein Element (60') des Kompensationspfads (50) ist, das mittels des insbesondere u-förmigen Pfadelements (62') dazu ausgebildet ist die Länge und/oder den Durchmesser des Kompensationspfads (50) zu verändern, insbesondere indem das Pfadelement (62') – in Richtung des Kompensationspfads (50) bewegbar ist, beispielsweise zumindest teilweise über den Kompensationspfad (50) oder zumindest teilweise in den Kompensationspfad (50) schiebbar ist, und – vom Kompensationspfad (50) wegbewegbar ist, beispielsweise zumindest teilweise aus dem Kompensationspfad (50) herausschiebbar oder zumindest teilweise vom Kompensationspfad (50) herunterschiebbar ist.
Anordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') eine Schaltung (60'') ist, das insbesondere mittels des Pfadelements (62'', 64''), dazu ausgebildet ist die Länge und/oder den Durchmesser des Kompensationspfads (50) zu verändern, indem der Kompensationspfad (50) – in einer ersten Schaltposition mit mindestens einem weiteren, dem Kompensationspfad (50) zugeordneten Kompensationspfadelement (52) verbunden wird, und – in einer weiteren Schaltposition von dem weiteren Kompensationspfadelement (52) getrennt wird, wobei der Wechsel zwischen den Schaltpositionen insbesondere durch eine Drehbewegung der Schaltung (60'') erfolgt.
Anordnung gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch mindestens eine der Schaltung (60'') zugeordnete Steuerung, insbesondere mindestens einen Zünder und/oder mindestens einen Drosselklappensensor und/oder mindestens einen Temperaturfüh ler, zum Regulieren der Schaltpositionen.
Anordnung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') dazu ausgebildet ist, die Dimensionierung des Kompensationspfads (50) – in Abhängigkeit von der Häufigkeit und/oder der Amplitude von in der Druckquelle (14, 30) auftretenden Druckschwingungen, insbesondere Resonanzschwingungen, und/oder – in Abhängigkeit vom Betriebsverhalten des Membranvergasers (20), insbesondere von Last und/oder Drehzahl eines dem Membranvergaser (20) zugeordneten Zweitaktmotors und/oder von der Stärke des Unterdrucks im Ansaugkanal (30) und/oder des Drucks in der Druckquelle (14, 30), zu verändern.
Anordnung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugkanal (30) die Form einer Venturi-Düse aufweist und – dass das Verhältnis des Durchmessers des Kompensationspfads (50) zum geringsten Durchmesser des Ansaugkanals (30) höchstens eins zu zwanzig ist und/oder – dass das Verhältnis der Länge des Kompensationspfads (50) zum geringsten Durchmesser des Ansaugkanals (30) mindestens eins zu acht ist.
Zweitaktmotor, insbesondere als Antriebsmotor in einem Kleinfahrzeug oder in einer handgeführten und/oder tragbaren Arbeitsgerätschaft, zum Beispiel in einem Blasgerät, in einem Freischneidegerät, in einer Heckenschere, in einer Motor(ketten)säge, in einer Motorsense, in einem Rasenmäher, in einem Trennschleifer oder in dergleichen, aufweisend mindestens eine Anordnung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8.
Zweitaktmotor gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens ein Magnetventil zur Steuerung des dem Kompensationspfad (50) zugeordneten Steuerungs- und/oder Regelungselements (60; 60'; 60'') in Abhängigkeit von Last und/oder Drehzahl des Zweitaktmotors.
Zweitaktmotor gemäß Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch mindestens einen in einem Zylinder ausgebildeten Brennraum, der von einem zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt auf- und abgehenden Kolben begrenzt ist, – wobei der Kolben eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle antreibt und – wobei das dem Kompensationspfad (50) zugeordnete Steuerungs- und/oder Regelungselement (60; 60'; 60'') mittels des Kurbelgehäusedrucks, insbesondere mittels im Kurbelgehäuse erzeugten Unterdrucks, steuerbar ist.
Kleinfahrzeug oder handgefürte bzw. tragbare Arbeitsgerätschaft, zum Beispiel Blasgerät, Freischneidegerät, Heckenschere, Motor(ketten)säge, Motorsense, Rasenmäher, Trennschleifer oder dergleichen, aufweisend mindestens einen Zweitaktmotor gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11.
Verfahren zum Bereitstellen eines Kraftstoff-Luftgemischs mittels mindestens eines Membranvergasers (20), der über mindestens einen Ansaugkanal (30) mit der Reinluftseite (14) mindestens eines Luftfilters (10) verbunden ist, – wobei der Ansaugkanal (30) – mit Luft von der Reinluftseite (14) des Luftfilters (10) und – mit Kraftstoff aus mindestens einem dem Membranvergaser (20) zugeordneten Kraftstoffraum (42) beaufschlagt wird und – wobei die Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffraum (42) mittels mindestens einer, zwischen dem Kraftstoffraum (42) und mindestens einem Kompensationsraum (46) angeordneten Regelmembran (44) gesteuert wird, und – wobei der Kompensationsraum (46) über mindestens einen Kompensationspfad (50) mit dem Druck mindestens einer pulsierenden Druckquelle (14, 30), insbeson dere mit dem Unterdruck der Reinluftseite des Luftfilters (14), beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung, insbesondere die Länge und/oder der Durchmesser, des Kompensationspfads (50), verändert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung des Kompensationspfads (50) – variabel, insbesondere stufenlos, oder – innerhalb mindestens zweier unterschiedlicher Stufen oder Schaltpositionen und/oder – in Abhängigkeit von der Häufigkeit und/oder der Amplitude von in der Druckquelle (14, 30) auftretenden Druckschwingungen, insbesondere Resonanzschwingungen, und/oder – in Abhängigkeit vom Betriebsverhalten des Membranvergasers (20), insbesondere von Last und/oder Drehzahl eines dem Membranvergaser (20) zugeordneten Zweitaktmotors und/oder von der Stärke des Unterdrucks im Ansaugkanal (30) und/oder des Drucks in der Druckquelle (14, 30), verändert wird.
Verwendung mindestens einer Anordnung (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder mindestens eines Zweitaktmotors gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11 und/oder eines Verfahrens gemäß Anspruch 13 in einem Kleinfahrzeug oder einer handgeführten bzw. tragbaren Arbeitsgerätschaft gemäß Anspruch 12.