DE1186686B - Brennstoffzufuehrungseinrichtung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Brennstoffzufuehrungseinrichtung fuer Brennkraftmaschinen

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DE1186686B
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Andre Louis Mennesson
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Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
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Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: F02f
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche Kl.: 46c2-87
1186 686
S 687441 a/46 c2
30. Mai 1960
4. Februar 1965
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzuführungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Vergaser, welcher mit kontinuierlicher Brennstoffeinspritzung in die Ansaugleitung hinter einem in dieser Leitung angeordneten Drosselorgan arbeitet, wobei ein Druckregler den Druck des Brennstoffs in einer von einer Zubringerpumpe zu mindestens einer Einspritzdüsenöffnung führenden Leitung unter sonst gleichen Umständen gleichsinnig mit der durch die Ansaugleitung strömenden Luft- ίο menge verändert und der Überschußbrennstoff in einen Vorratsbehälter zurückfließt.
Es ist bereits eine derartige Einrichtung bekannt, welche bei Betrieb der Brennkraftmaschine unter Last mit Brennstoffeinspritzung arbeitet, während der Brennstoff im Bereich des Leerlaufbetriebs in die Ansaugleitung durch die Wirkung des in dieser herrschenden Unterdrucks eingeführt wird. Bei dieser bekannten Einrichtung werden verschiedene Öffnungen für die Einspritzung einerseits und für die Ansaugung des Brennstoffs andererseits verwendet, und es ergibt sich daher im allgemeinen ein Übergangszustand, bei welchem das eine System nicht mehr liefert und das andere mit der Lieferung noch nicht begonnen hat, oder es ergibt sich sogar ein Zustand, bei welchem beide Systeme getrennt, jedoch gleichzeitig liefern. In diesen Zuständen wird daher zwangläufig ein Mangel oder Überschuß an geliefertem Brennstoff erhalten. Die gleichen Nachteile ergeben sich praktisch auch bei einer anderen bekannten Einrichtung, bei welcher die Brennstoffzufuhr in die Ansaugleitung wahlweise, jedoch nicht umschaltbar durch Förderpumpendruck oder durch Unterdruckwirkung durch die gleiche Düse vorgenommen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige nachteilige Übergangserscheinungen zu vermeiden und durch ein und dieselbe Leitung die Lieferung durch Einspritzung oder Ansaugung erfolgen zu lassen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die Brennstoffzuführungseinrichtung bei Betrieb der Brennkraftmaschine unter Last mit Brennstoffeinspritzung arbeitet, während der Brennstoff im Bereich des Leerlaufbetriebs in die Ansaugleitung durch die Wirkung des in dieser herrschenden Unterdrucks eingeführt wird, daß der den Brennstoff enthaltende Teil des Druckreglers so ausgebildet ist, daß er durch eine im Leerlaufbetrieb wirksame Einrichtung in einen Brennstoffbehälter mit konstantem Brenn-Stoffspiegel, vorzugsweise einen Überlaufbehälter, umwandelbar ist und daß hierbei der Brennstoffzu-Brennstoffzuführungseinrichtung für
Brennkraftmaschinen
Anmelder:
Societe Industrielle de Brevets et d'Etudes
S. I. B. E., Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich)
Vertreter:
Dr. F. Zumstein,
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann
und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4
Als Erfinder benannt:
Andre Louis Mennesson, Neuilly-sur-Seine,
Seine (Frankreich)
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 30. Mai 1959 (796151)
fluß zur Ansaugleitung durch die bei Lastbetrieb als Einspritzdüsenöffnung wirkende Öffnung bzw. wirkenden Öffnungen erfolgt.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielshalber erläutert.
F i g. 1 und 2 zeigen in teilweise geschnittenen Seitenansichten einen Vergaser mit der erfindungsgemäßen Einrichtung in der Stellung für Leerlauf bzw. in der mittleren Öffnungsstellung des Drosselorgans;
F i g. 3 bis 6 zeigen andere Ausführungen verschiedener Einzelheiten der Fig. 1 und 2;
F i g. 7 zeigt einen Teil eines wie in F i g. 1 ausgebildeten Vergasers, welcher jedoch zwei zusätzliche Teile aufweist.
Der Vergaser ist im ganzen in der in F i g. 1 und 2 dargestellten Weise ausgebildet. Er enthält eine Ansaugleitung 1, in welcher die Luft in Richtung des Pfeils F strömt und welche mit einem auf einer Welle 3 sitzenden Drosselorgan 2 versehen ist. Ein Hauptventurirohr 4 und gegebenenfalls ein
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gleichachsig in diesem angeordnetes Hilfsventurirohr 5 sind in der Leitung 1 vor dem Drosselorgan 2 angeordnet. Der Brennstoff wird einem Behälter 6 durch eine kontinuierlich fördernde Pumpe 7 entnommen, deren Förderdruck größer als der ist, welchen ein weiter unten erläuterter Druckregler bei der betreffenden Drehzahl bestimmen soll, wobei die Förderleistung dieser Pumpe überschüssig ist und gegebenenfalls durch eine in der Förderleitung 9 der Pumpe vorgesehene kalibrierte öffnung 8 begrenzt wird. Diese Förderleitung ist mit dem in einer Kammer 11 untergebrachten Druckregler 10 verbunden. Der Regler, welcher seinerseits durch einen Kanal 12 mit einer Einspritzdüse 13 verbunden ist, steuert einen Auslaß veränderlichen Querschnitts derart, daß der überschüssige Brennstoff durch einen Kanal 14 großen Querschnitts zu dem Behälter 6 zurückkehrt. Die Kammer 11 steht mit dem Außenraum entweder unmittelbar oder, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, über den Lufteinlaß 15 des Vergasers hinter dem üblichen Luftfilter in Verbindung, mit welchem sie über den Kanal 14, den Behälter 6 und eine Leitung 16 verbunden sein kann.
Die Einspritzdüse 13 befindet sich in einer Kammer 17, welche mit der Ansaugleitung 1 hinter dem Drosselorgan 2 durch eine mit der Einspritzdüse in einer Flucht liegende öffnung 18 in Verbindung steht. Die Kammer 17 steht normalerweise mit dem Außenraum, gegebenenfalls über den Lufteinlaß 15, durch eine öffnung 19 in Verbindung, deren Querschnitt erheblich größer als der der öffnung 18 ist, so daß der normalerweise in der Kammer 17 herrschende Druck der Atmosphärendruck oder der in dem Lufteinlaß 15 herrschende Druck ist.
Der unter Druck stehende Brennstoff wird somit durch die öffnung 18 in die Ansaugleitung 1 eingespritzt, wobei es zweckmäßig, wenn auch nicht unbedingt erforderlich ist, den so eingespritzten Flüssigkeitsstrahl durch eine Wand 20 auszurichten, mit welcher die Achse der Ansaugleitung 1 einen Winkel von etwa 45° bildet, wodurch der Strahl außerdem zerstäubt wird.
Der Vergaser ist mit Einrichtungen ausgerüstet, welche in der Nähe des Leerlaufs vor der Einspritzdüse 13, d. h. in dem Kanal 12, einen Druck herstellen, welcher praktisch gleich dem in dem Lufteinlaß 15 herrschenden Druck ist, wobei zweckmäßig außerdem Einrichtungen vorgesehen werden, welche in der Kammer 17 einen Unterdruck herstellen, welcher von dem in der Ansaugleitung 1 hinter dem Drosselorgan 2 herrschenden abhängt, so daß der Vergaser dann wie ein Vergaser mit Schwimmerbehälter arbeitet.
Diese Einrichtungen können entweder durch die Steuerung des Drosselorgans 2 oder durch eine auf den in der Ansaugleitung 1 oder in dem Kanal 12 herrschenden Druck ansprechende Vorrichtung gesteuert werden.
Um in der Nähe des Leerlaufs vor der Einspritzdüse 13 einen Druck herzustellen, welcher praktisch gleich dem in dem Lufteinlaß 15 herrschenden isf, wird zweckmäßig der Druckregler 10 in Form eines Konstantspiegelbehälters mit Überlauf ausgebildet, welcher außerdem ein Ventil aufweist, welches zusammen mit dem oberen Rand dieses Behälters den Auslaß veränderlichen Querschnitts abgrenzt, wobei die obenerwähnten Einrichtungen diesen Auslaß in der Nähe des Leerlaufs so weit öffnen, daß in dem Konstantspiegelbehälter der gleiche Druck wie in der Kammer 11 herrscht. Damit in der Nähe des Leerlaufs und nur dann der Brennstoff aus dem Behälter zur Einspritzdüse fließen kann, liegt die Einspritzdüse einige Millimeter über dem einen Überlauf bildenden Teil des Randes des Behälters. Schließlich werden, um in der Nähe des Leerlaufs in der Kammer 17 einen Unterdruck herzustellen, welcher von dem in der Ansaugleitung 1 hinter
ίο dem Drosselglied 2 herrschenden abhängt, die betreffenden Einrichtungen so ausgebildet, daß sie die Verbindung zwischen der Kammer 17 und dem Außenraum aufheben oder wenigstens ihren Querschnitt beträchtlich verringern.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht der Druckregler im wesentlichen aus einem Behälter 21, welcher oben in eine vorzugsweise kreisförmige waagerechte scharfe Kante 22 ausläuft. Ein Ventilteller 23, welcher sich gegen diese Kante legen kann, wird durch einen Schaft 24 geführt, und eine Feder 25 sucht ihn beständig nach oben zu drücken.
Die Kammer 17 steht mit dem Außenraum oder mit dem Lufteinlaß 15 nicht nur über die öffnung 19 in Verbindung, sondern auch über eine öffnung 26, wobei der Querschnitt der Verbindung zwischen dieser öffnung und der Kammer durch eine mit einer kalibrierten öffnung 28 zusammenwirkende Stellschraube 27 eingestellt werden kann.
Die Einspritzdüse 13 liegt in einer Höhe H von einigen Millimetern über der Kante 22 des Behälters 21.
In der Nähe des Ventiltellers 23 ist ein um eine Achse 30 schwenkbarer Hebel 29 befestigt. Das Ende 29 a dieses Hebels drückt fast ständig auf den Ventilteller 23. Es übt auf diesen eine Kraft aus, welche durch einen an dem Ende 29 b des Hebels 29 angreifenden Stab 31 übertragen wird. Dieser Stab ist mit einer Membran 32 verbunden, welche die bewegliche Wand einer Kammer 33 bildet, die ihrerseits durch zwei aufeinanderfolgende Kanäle 34 und 35 mit dem Venturirohr 5 in Verbindung gesetzt werden kann. Die Membran 32 kann auch durch einen Balg oder auch einen Kolben ersetzt sein.
Die Verbindung zwischen den Kanälen 34 und 35 besteht nicht dauernd, und es kann zweckmäßig sein, den in der Kammer 33 herrschenden Unterdruck gegenüber dem in dem Venturirohr 5 herrschenden zu verändern, z. B. durch Verbindung dieser Kanäle mit der Außenluft oder durch Einführung eines Unterdrucks, welcher größer als der in dem Venturirohr 5 herrschende ist, und zwar bei gewissen Betriebsbedingungen. Hierfür kann ein Verteiler beliebiger Bauart benutzt werden, z. B. ein Verteiler 36, welcher um eine Achse 37 drehbar ist und an einer planen Fläche anliegt, in welcher die Kanäle 34 und 35 durch Öffnungen 38 und 39 münden.
In dem Drehverteiler sind eine kreisbogenförmige Nut 40 und vorzugsweise außerdem ein entweder mit dem Außenraum oder mit dem Lufteinlaß 15 verbundenes Loch 41 vorgesehen. Ferner kann an der planen Fläche eine Öffnung 42 vorgesehen werden, welche mit einem Kanal 43 verbunden ist, welcher in die Ansaugleitung 1 ganz wenig vor dem Drosselorgan 2 mündet, wenn dieses geschlossen ist, wobei diese Öffnung mit einem radialen Schenkel 40 α der Nut 40 zusammenwirkt. Der Verteiler 36
wird durch das Drosselorgan 2 über ein Gestänge 44 verdreht, welches das geeignete Übersetzungsverhältnis und gegebenenfalls einen überdrückbaren Antrieb herstellt.
Eine andere Vorrichtung ermöglicht die Beeinflussung des Querschnitts der Öffnung 19 mittels eines um eine Achse 46 schwenkbaren Hebels 45. Dieser Hebel trägt an seinem unteren Arm ein Verschlußglied 47 entsprechenden Profils, welches hier schematisch als eine Ventilnadel dargestellt ist, während das andere Ende über einen Stab 48 seine Bewegung von einem an dem Drosselorgan 2 befestigten Hebel 49 empfängt. Eine Feder 50 sucht den Hebel 45 beständig im Gegenuhrzeigersinn (in bezug auf Fig. 1 und 2) zu verschwenken. Ein dritter Arm des Hebels 45 kann diesen noch über einen Stab 51 mit einem Verschlußglied 52 verbinden, welches mit einer in der Leitung 34 vorgesehenen Öffnung 53 zusammenwirkt.
Schließlich wird noch eine zusätzliche Korrekturvorrichtung durch eine Membran 54 gebildet, welche die bewegliche Wand einer Kammer 55 bildet, welche durch einen Kanal 56 entweder, wie dargestellt, mit dem Kanal 34 über die Kammer 33 oder mit einem beliebigen anderen Abschnitt der Kanäle 34 und 35 oder auch gegebenenfalls mit dem Verteiler 36 verbunden ist. Die Membran 54 betätigt über einen Stab 57 das Ende 29 c des Hebels 29, und zwar derart, daß der Stab 57 ein in dem Ende 29 c vorgesehenes Loch durchdringt und in einen Anschlag 58 ausläuft.
Eine Feder 59 sucht die Membran 54 beständig gegen einen festen Anschlag zu drücken, so daß der in der Kammer 55 herrschende Unterdruck einen gewissen Wert übersteigen muß, damit die Membran 54 sich nach der rechten Seite der Fig. 1 und 2 zu verstellen beginnt und den Anschlag 58 mit dem Ende 29 c des Hebels 29 in Berührung bringt.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Der Druck des mittels der Einspritzdüse 13 eingespritzten Brennstoffs muß grundsätzlich von der das Venturirohr 4 durchströmenden Luftmenge abhängen. Diese Luftmenge ist durch den Unterdruck gekennzeichnet, welcher entweder in dem Venturirohr 4 oder in dem Venturirohr 5 erzeugt wird, welch letzteres eine etwas größere Genauigkeit und einen größeren Unterdruck ergibt. Bekanntlich genügt es, den von dem Druckregler gelieferten Einspritzdruck mit dem in dem Venturirohr 5 herrschenden Unterdruck ins Gleichgewicht zu bringen. Hierfür wird der in dem Venturirohr herrschende Unterdruck normalerweise auf die Kammer 33 übertragen und übt auf die Membran 32 und den Stab 31 eine starke nach oben gerichtete Kraft aus. Das Ende 29 a des Hebels 29 übt dann auf den Ventilteller 23 einen Druck aus, welcher von der das Hauptventurirohr 4 durchströmenden Luftmenge abhängt. Der überschüssige Brennstoff fließt über den Ringraum zwischen der oberen Kante 22 und dem Ventilteller 23 ab, so daß der in dem Druckregler 10 herrschende, den Speisedruck der Einspritzdüse 13 bildende Restdruck im wesentlichen von dem in der Kammer 33 herrschenden Unterdruck abhängt. Der überschüssige Brennstoff wird von dem Kanal 14 aufgefangen und kehrt entweder in den Behälter 6 oder unmittelbar zu der Saugseite der Pumpe 7 zurück.
Im normalen Betrieb und unter der Annahme, daß das Drosselorgan 2 entweder teilweise oder vollkommen offen ist (F i g. 2), hängt offenbar der vor der Einspritzdüse 13 herrschende Einspritzdruck von der durch den in dem Venturirohr 5 herrschenden Unterdruck gekennzeichneten Luftmenge ab.
Die Einspritzdüse 13 mündet nämlich in die Kammer 17, deren Öffnung 19 dann weit offen ist, da der Stab 48 nicht auf den Hebel 45 drückt, welcher durch die Feder 50 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, wodurch das Ventil 47 von der
ίο öffnung 19 entfernt wird. Ferner verschließt bei dieser Bewegung das Ventil 52 den Durchlaß 53, oder der Verteiler 36 hält die Öffnungen 38 und 41 voneinander getrennt. Ferner nimmt der Verteiler eine solche Stellung ein, daß die Nut 40 unmittelbar die Öffnungen 38 und 39 miteinander verbindet, wodurch der in dem Venturirohr 5 herrschende Unterdruck auf die Kammer 33 übertragen wird.
Für die kleinen Öffnungen des Drosselorgans 2 (Zwischenstellung zwischen den Stellungen der Fig. 1 und 2) ist vorgesehen, daß die Öffnung42, welche dann mit dem hinter dem Drosselorgan 2 liegenden Abschnitt der Ansaugleitung in Verbindung steht, auf die Nut 40 über den radialen Schenkel 40 α derselben etwas von dem hinter dem Drosselorgan herrschenden Unterdruck überträgt. Die Verhältnisse zwischen dem Querschnitt der Öffnung 42 und den Querschnitten der öffnungen 38 und 39 sind so bemessen, daß ein geeigneter Unterdruck auf die Kammer 33 übertragen wird.
Beim Übergang zum Leerlauf, bei welchem das Drosselorgan 2 am stärksten geschlossen ist, oder bei in der Nähe des Leerlaufs liegenden Betriebszuständen (F i g. 1) muß bekanntlich die Brennstofflieferung durch die Einspritzdüse 13 äußerst gering sein und daher durch einen äußerst kleinen Druck bestimmt werden, und außerdem muß sich diese Brennstoffmenge mit dem in der Ansaugleitung hinter dem Drosselorgan 2 herrschenden Unterdruck ändern. Hierfür wird die Ausbildung so getroffen, daß die Einspritzdüse 13 wie eine gewöhnliche Leerlaufdüse bei einem mit einem Schwimmerbehälter ausgerüsteten Vergaser arbeitet. Der Druckregler wird dann zu einer Vorrichtung mit einem Konstantspiegelbehälter umgewandelt.
Hierfür wird, sobald sich das Drosselorgan 2 schließt, der Ventilteller 23 von der Einwirkung des Hebels 29 dadurch befreit, daß der dann in der Kammer 33 herrschende Unterdruck schwach oder Null ist, so daß der Ventilteller 23 durch die Feder 25 weit abgehoben wird. Der überschüssige Brennstoff fließt dann frei über die Kante 22. Der Brennstoff stellt sich in dem Behälter 21 auf eine konstante Spiegelhöhe ein, weiche um die Strecke H unterhalb der Einspritzdüse 13 liegt. Diese Strecke H beträgt einige Millimeter wie bei den üblichen Vergasern. Es würde jedoch keine Brennstofflieferung stattfinden, wenn nicht in der Kammer 17 ein gewisser Unterdruck hergestellt wird.
Hierfür wird die Öffnung 19 durch das von dem Hebel 45 betätigte Ventil 47 geschlossen, da der Hebel entgegen der Wirkung der Feder 50 im Uhrzeigersinn durch den Stab 48 verstellt wird, gegen welchen der an der Achse 3 des Drosselorgans 2 befestigte Hebel 49 drückt. Zur Einstellung der Brennstoffmenge dient dann die Schraube 27, welche in einen Kegel ausläuft, welcher durch Zusammenwirken mit der kalibrierten öffnung 28 den in der Kammer 17 herrschenden Unterdruck bestimmt, wel-
eher durch das Verhältnis der Querschnitte der öffnung 18 und der durch die Schraube 27 geregelten öffnung festgelegt ist.
Ein übliches nicht dargestelltes Regelglied zur Einstellung der kleinsten öffnung des Drosselorgans 2 gewährleistet die Hauptluftmenge zur Speisung der Maschine im Leerlauf, während die Einstellung der Schraube 27 außer einer geringen Luftlieferung durch die öffnung 18 die Brennstofflieferung sicherstellt, welche das Gemisch herstellt, das der Motor zum Arbeiten im Leerlauf braucht.
Da im Leerlauf die Luftmenge in der Ansaugleitung 1 zwar klein ist, aber in dem Venturirohr 5 einen geringen Unterdruck erzeugen kann, welcher durch Undichtigkeiten an dem Verteiler 36 gegebenenfalls auf die Kammer 33 übertragen wird und so die vollständige öffnung des Ventiltellers 33 verhindert, können Maßnahmen zur Aufhebung dieses Unterdrucks im Leerlauf getroffen werden. Zwei Lösungen hierfür sind in Fi g. 1 und 2 dargestellt, und zwar die eine voll ausgezogen und die andere strichpunktiert. Die erste Lösung besteht darin, in dem Verteiler 36 eine öffnung 41 vorzusehen, welche mit der Außenluft oder dem Lufteinlaß 15 in Verbindung steht und mit der öffnung 38 zur Deckung kommt, um einen Druckausgleich in der Kammer 33 mit der Außenluft herzustellen. Ein anderes Mittel besteht darin, den Hebel 45 auf das Ventil 52 wirken zu lassen, welches nach Verschließung der öffnung 15 die öffnung 53 öffnet und hierdurch die Kammer 33 entweder mit der Außenluft oder mit dem Lufteinlaß 15 in Verbindung setzt.
In F i g. 1 und 2 ist noch eine zusätzliche Korrekturvorrichtung dargestellt. Bekanntlich muß bei den hohen Drehzahlen in der Nähe der Höchstleistung häufig der Gehalt des dem Motor zugeführten Gemisches vergrößert werden, so daß eine Vorrichtung benutzt werden muß, welche eine Vergrößerung der Brennstofflieferung gegenüber der hervorruft, welche nur durch den normalen in dem Venturirohr 5 herrschenden Unterdruck erzeugt wird.
Hierfür wird die Membran 54 einem entsprechend gewählten Unterdruck ausgesetzt, z. B. mittels der Kanäle 35, 34 und 56 dem in dem Venturirohr 5 herrschenden, und zwar entgegen der Wirkung der Feder 59, welche die Bewegung der Membran verhindert, bevor ein bestimmter Unterdruck erreicht ist, welcher der Luftmenge entspricht, bei welcher die Korrekturvorrichtung eingreifen soll.
Wenn diese Luftmenge erreicht ist, genügt der in dem Venturirohr 5 herrschende Unterdruck, um die Membran 54 entgegen der Wirkung der Feder 59 anzuziehen, wodurch der Stab 57 und sein Anschlag 58 in F i g. 1 nach rechts verstellt werden, so daß der Anschlag 58 mit dem Ende 29 c des Hebels 29 in Berührung kommt. Diese Wirkung tritt dann zu der der Membran 32 hinzu, so daß der durch den Druckregler bestimmte Druck zunimmt und größer wird, als wenn er nur durch die Membran 32 bestimmt würde. Dies hat eine Zunahme der Brennstofflieferung zur Einspritzdüse 13 und somit eine Anreicherung des Luft-Brennstoff-Gemisches zur Folge.
Beim allmählichen Übergang vom Leerlauf (Fig. 1) zu normalen Betriebsdrehzahlen (Fig. 2) nimmt die durchgesetzte Luftmenge in der Ansaugleitung 1 zu, so daß die Lieferung der Einspritzdüse 13 ebenfalls zunehmen muß. Diese Zunahme der Brennstofflieferung wird normalerweise dadurch erzeugt, daß der Druck vor der Einspritzdüse von einem von dem Höhenunterschied H herrührenden negativen Wert zu einem positiven Wert übergeht, welcher von der Inbetriebsetzung des Druckreglers 10 durch teilweise Schließung des Ventils 23 herrührt. Es kann nun vorkommen, daß der Druckregler eine gewisse Trägheit besitzt, so daß sich der Druck vor dem Einspritzer 13 praktisch nicht ändert, wenn das Drosselorgan 2 aus der Stellung für Leerlauf (F i g. 1) in eine Stellung geringer öffnung gebracht wird.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, werden zweckmäßig Einrichtungen vorgesehen, welche nach Maßgabe der öffnung des Organs 2 von der Leerlaufstellung aus zunächst den Belüftungsquerschnitt der Kammer 17 verringern, bevor sie ihn auf den Wert vergrößern, welcher erforderlich ist, um in dieser Kammer einen Druck herzustellen, welcher praktisch gleich dem Atmosphärendrack ist, so daß die ge-
ao wünschte Zunahme der Brennstofflieferung bei Stellungen geringer öffnung durch die Vergrößerung des in der Kammer 17 herrschenden Unterdrucks erzeugt oder verstärkt wird. Diese Einrichtungen können entweder, wie in F i g. 3 angenommen, durch den Hebel 45 oder durch den Verteiler 36 oder durch diese beiden gleichzeitig gesteuert werden.
Hierfür ist gemäß der Ausführungsabwandlung der F i g. 3 einerseits das Ventil 47 der F i g. 1 und 2 durch einen Stab 60 ersetzt, welcher mit dem unteren Ende des Hebels 45 verbunden ist und eine Ventilnadel 61 geeigneter, z. B. doppelt konischer Form trägt, und andererseits die öffnung 19 der F i g. 1 und 2 durch eine kalibrierte öffnung 62 ersetzt, in welcher sich diese Ventilnadel bewegt.
Im Leerlauf nimmt die Ventilnadel 61 die dargestellte Stellung ein, in welcher die öffnung 62 nur teilweise verschlossen ist. Wenn das Drosselorgan 2 in die Stellung geringer öffnung gebracht wird, verschiebt sich die Ventilnadel 61 in F i g. 3 nach rechts, wodurch der Querschnitt des ringförmigen Durchlasses zwischen der Venfllnadel 61 und der öffnung 62 allmählich verringert wird, wodurch der in der Kammer 17 herrschende und hinter der Einspritzdüse 13 wirksam werdende Unterdruck und somit die Brennstofflieferung vergrößert wird, wenn der Druck vor der Einspritzdüse 13 nicht von dem Druckregler 10 vergrößert wurde. Wenn dann das Drosselorgan in die Stellungen mittlerer und großer öffnung gebracht wird, verstellt sich die Ventilnadel 61 weiter nach rechts, wodurch die öffnung 62 vollständig freigelegt wird, so daß dann die gleichen Betriebsbedingungen wie in F i g. 2 vorliegen, in welchen dann der Druckregler genügende Einspritzdrücke erzeugen kann.
Es kann vorkommen, daß ein einziger Druckregler und zwei oder mehr Einspritzdüsen 13 vorhanden sind, welche häufig in ziemlich großen Entfernungen von dem Druckregler liegen. Es würde dann eine starke Schräglage des Motors z.B. infolge einer Schräglage des Fahrzeugs genügen, damit eine oder mehrere Einspritzdüsen unter die durch den Überlauf des Druckreglers 10 eingestellte konstante Spiegelhöhe kommen. Hierdurch würde ein ständiger Ausfluß durch die betreffende Einspritzdüse oder eine übermäßige Anreicherung bei gewissen Einspritzdüsen auf Kosten der anderen entstehen.
Dies kann durch die in Fig. 4 dargestellte Anordnung vermieden werden. Bei dieser ist der Behälter
21 etwa 45° gegen die Waagerechte geneigt, und der die Einspritzdüsen 13 speisende Kanal 12 weist eine in den Behälter mündende Öffnung 63 auf. Wenn sich der Ventilteller 23 in einer dem Leerlauf entsprechenden Stellung befindet, stellt sich die Spiegelhöhe auf eine waagerechte Linie ein, welche die öffnung 63 in der Luft läßt. Die Ansaugung durch die Einspritzdüse 13 und den Kanal 12 hindurch bewirkt die Bildung eines Gemisches aus Brennstoff und Luft auf der Höhe der öffnung 63, so daß die Höhe H in Wirklichkeit zu der in F i g, 4 mit H1 bezeichneten wird, welche bei einer beliebigen Höhenlage der Einspritzdüse 13 in bezug auf den Druckregler 10 konstant bleibt.
In F i g. 5 ist eine andere Ausführung der Vorrichtung dargestellt, welche den Regler 10 in Abhängigkeit von der Luftmenge in der Ansaugleitung 1 betätigt. Hierbei wird das Arbeitsgesetz des Reglers im Bedarfsfall, insbesondere bei Vollast, nicht mehr dadurch berichtigt, daß eine zusätzliche Kraft zu der von der Membran 32 ausgeübten hinzutritt, sondern durch Benutzung der Membran 32, welche auf den Stab 31 eine zu große Kraft ausüben würde, wenn der in dem Venturirohr 5 herrschende Unterdruck voll auf die Kammer 33 übertragen würde, und Abschwächung des tatsächlich in der Kammer 33 auftretenden Unterdrucks auf einen für jede Betriebsbedingung des Motors eingestellten Wert.
Hierfür wird die Kammer 33 mit dem Kanal 34 durch eine kalibrierte öffnung 64 in Verbindung gesetzt. Die Kammer 33 weist eine öffnung 65 auf, in welcher eine mit einer Membran 67 verbundene Ventilnadel 66 entsprechenden Profils verschieblich ist. Diese Membran trennt eine durch die öffnung 69 mit dem Außenraum oder dem Lufteinlaß 15 verbundene Kammer 68 von einer Kammer 70, welche durch einen Kanal 35 a mit einer beliebigen geeigneten Stelle der Ansaugleitung 1 vor oder hinter dem Drosselorgan 2 verbunden ist. Der Kanal 35 α ist im allgemeinen durch den Kanal 35 mit dem Venturirohr 5 verbunden. Eine Feder 71 sucht beständig die Membran 67 in F i g. 5 herunterzudrücken. Der in Fig. 5 ebenfalls dargestellte Verteiler 36 kann an sich fortfallen; er wurde jedoch dargestellt, um alle Möglichkeiten zur Vornahme aller erforderlichen Korrekturen zu zeigen, wobei es wohlverstanden ist, daß alle diese Vorrichtungen ohne weiteres getrennt oder zusammen benutzt werden können.
Die Arbeitsweise ist folgende: Der Brennstoffdruck wird wie üblich durch die Wirkung der Membran 32 bestimmt, welche über den Stab 31 und den Hebel 29 auf den Ventilteller 23 des Druckreglers 10 einwirkt. Für jeden Wert des in dem Venturirohr 5 herrschenden Unterdrucks nehmen die Membran 67 und somit die Ventilnadel 66 eine genau definierte Stellung ein, was gestattet, mittels des der Ventilnadel 66 gegebenen Profils für jede Betriebsbedingung den freien Querschnitt der ringförmigen Öffnung 65 zu bestimmen, welche zusammen mit der öffnung 64 konstanten Querschnitts in der Kammer 33 einen resultierenden Unterdruck bestimmt, welcher die genaue Herstellung des vor der Einspritzdüse 13 herrschenden Brennstoffdrucks ermöglicht. Selbstverständlich kann die durch die Ventilnadel 66 und die Membran 67 gebildete Anordnung durch eine beliebige gleichwertige durch einen drehbaren oder gleitenden Verteiler gebildete Vorrichtung usw. ersetzt werden.
Fig. 6 zeigt eine Einrichtung für den Verschluß der Kammer 17, welche genauer als die in den vorhergehenden Figuren dargestellten Einrichtungen ist. Bisher war nämlich nur ein Verschluß der Kammer 17 durch mit dem Drosselorgan 2 kombinierte mechanische Vorrichtungen vorgesehen. Da grundsätzlich der Verschluß der Kammer 17 in enger Abhängigkeit von dem die Einspritzdüse 13 speisenden, d. h. in dem Kanal 12 herrschenden Druck erfolgen
ίο muß, wird zweckmäßig der Verschluß oder die Öffnung der Kammer 17 durch die Wirkung des in dem Kanal 12 herrschenden Drucks erzeugt.
Hierfür wird die Kammer 17 durch einen Sitz 72 abgeschlossen, welcher von einem Ventil 73 verschlossen oder freigelegt werden kann, welches an einer Membran 74 befestigt ist, welche die bewegliche Wand einer durch einen Kanal 76 mit dem Kanal 12 verbundenen Kammer 75 bildet. Eine Feder 77 wirkt entgegen der Wirkung des in der Kammer 75 herrschenden Drucks. Die Öffnung 19 bildet den den Sitz 72 speisenden Lufteinlaß, welcher entweder unmittelbar in den Außenraum oder in den Lufteinlaß 15 münden kann.
Wenn das Ventil 23 anhebt und den Brennstoffdruck in dem Kanal 12 aufhebt, wird die Kraft der Feder 77 vorherrschend, drückt die Membran 74 zurück und führt das Ventil 73 auf den Sitz 72, so daß dieser verschlossen wird. Es liegen dann die Leerlaufbedingungen vor, bei welchen ein gewisser Unterdruck auf die Öffnung der Einspritzdüse 13 wirkt. Sobald der Druckregler 10 Brennstoff unter Druck in den Kanal 12 schickt, wird die Membran 74 entgegen der Kraft der Feder 77 bewegt. Das bewirkt die sofortige öffnung des Sitzes 72, wodurch hinter der Einspritzdüse 13 ein praktisch konstanter Druck hergestellt wird.
In F i g. 7 sind weitere Zubehörvorrichtungen dargestellt. So ist zunächst eine Vorrichtung vorgesehen zur Zufuhr einer genügenden Brennstoffmenge, welche einen richtigen Gehalt des Gemisches bei einer plötzlichen öffnung des Drosselorgans 2 sicherstellt.
Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, ist nämlich zu befürchten, daß eine plötzliehe öffnung dieses Drosselorgans den sofortigen Durchtritt der Luft gestattet, während der Brennstoffdruck nur langsam ansteigt, nachdem sich der entsprechende Unterdruck in dem Venturirohr 5 ausgebildet hat und auf die Kammer 33 übertragen wurde, was eine gewisse Zeit erfordern kann, während welcher der Motor fehlerhaft arbeitet. Die Vorrichtung bezweckt daher die sofortige Vergrößerung des Drucks des von der Einspritzdüse 13 gelieferten Brennstoffs bei einer plötzlichen öffnung des Drosselorgans 2.
Hierfür trägt der Hebel 29 einen Zylinder 78, welcher oben offen und unten entweder vollständig oder durch ein eine Öffnung 80 verschließendes Ventil 79 geschlossen ist. In diesem Zylinder 78 ist ein Kolben 81 verschieblich, welcher durch einen Lenker 82 mit einem um die Achse 84 schwenkbaren Hebel 83 verbunden ist. Ein Ende des Hebels 83 ist durch eine Stange 85 mit einem an dem Drosselorgan 2 befestigtigten Hebel 86 verbunden. Die Kammer 87 des Zylinders78 wird ständig mit Flüssigkeit gefüllt, z.B. durch ein Röhr 88, welches mit der Leitung 9 verbunden ist und dauernd Flüssigkeit über die durch den Kolben 81 und durch den Zylinder 78 gebildete
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Anordnung fließen läßt, zwischen welchen ein radiales Spiel vorgesehen ist, wobei die überschüssige Flüssigkeit durch den Kanal 14 zu dem Vorratsbehälter zurückkehrt.
Bei plötzlicher Öffnung des Drosselorgans 2 von der in F i g. 7 dargestellten Stellung für Leerlauf aus erfolgt ein Zusammendrücken der die Kammer 87 füllenden Flüssigkeit, welche sofort die Schließung des Ventils 23 und somit die Unterdrucksetzung des Kanals 12 bewirkt, und zwar mit einem Druck, weleher erheblich größer als der für den Beharrungszustand erforderliche ist. Diese Unterdrucksetzung ist nur vorübergehend, da, wenn die Bewegung des Drosselorgans 2 aufhört, der in der Kammer 87 enthaltene Brennstoff durch das Spiel zwischen dem Kolben 81 und dem Zylinder 78 ausfließt und der Hebel 29 die ihm von der Membran 32 erteilte Stellung wieder einnimmt. Umgekehrt sind bei plötzlicher Schließung des Drosselgliedes 2 zwei Betriebsarten möglich. Wenn der untere Abschnitt der Kam- ao mer 87 ständig geschlossen ist, erhält man die umgekehrte Bewegung, welche darin besteht, daß der Druck in dem Kanal 12 plötzlich aufgehoben wird, wodurch die Brennstofflieferimg während der Verzögerungsperiode unterbrochen wird, was eine nicht vernachlässigbare Brennstoffersparnis ermöglicht. Es kann jedoch auch ein Ventil 79 und eine Öffnung 80 vorgesehen sein, um eine Rückhaltewirkung zu verhindern, welche die schnelle Schließung des Drosselorgans 2 verhindern würde, wodurch Unfälle entstehen können. Zur Verschmelzung dieser beiden Lösungen kann man an Stelle einer starren Stange 85 eine überdrückbare Verbindung mit eingeschalteter Feder benutzen, was ein sicheres Arbeiten ergibt.
In F i g. 7 ist außerdem eine andere Ausführung der Belüftung der Kammer 11 dargestellt, nämlich unmittelbar durch eine Öffnung 89, welche entweder ins Freie münden oder mit dem Hauptlufteinlaß des Vergasers verbunden sein kann.
Eine letzte, in Fi g. 7 dargestellte Vorrichtung enthält eine Öffnung 90, welche den Kanal 12 mit dem Außenraum in Verbindung setzen kann und mit einem Ventil 91 zusammenwirkt, welches von einer Membran 92 betätigt wird, welche die bewegliche Wand einer Kammer 93 bildet, welche durch einen Kanal 94 mit der Ansaugleitung 1 hinter dem Drosselorgan 2 in Verbindung steht. Diese Membran 92 wirkt mit einer Feder 95 derart zusammen, daß die Öffnung 90 nur geöffnet werden kann, wenn der Unterdruck in der Kammer 93 größer als der dem Leerlauf entsprechende ist
Hierdurch wird bezweckt, den Kanal 12 zu entleeren, wenn der Motor von dem Wagen mit hoher Drehzahl angetrieben wird, und dann ein Ausfließen des Brennstoffs zu vermeiden. Das Drosselorgan 2 ist dann nämlich vollständig geschlossen, das Ventil 23 ist offen, und auf den Brennstoff in dem Kanal 12 wird kein Druck ausgeübt, so daß die Einspritzdüse unter der reibwirkung des Unterdrucks Brennstoff liefern würde. Durch Freilegung der Öffnung 90 wird diese Brennstofflieferung aufgehoben, was eine zusätzliche Brennstoffersparnis darstellt und die Bildung unverbrannter Gase oder von einer schlechten Verbrennung herrührender Zersetzungsprodukte verhindert, welche sich in den Auspuffgasen wiederfinden und besonders schädlich sind.
Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So können insbesondere die beschriebenen verformbaren Membranen und/oder die Verteiler durch gleichwertige Vorrichtungen ersetzt werden.

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Brennstoffzuführungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Vergaser, welcher mit kontinuierlicher Brennstoffeinspritzung in die Ansaugleitung hinter einem in dieser Leitung angeordneten Drosselorgan arbeitet, wobei ein Druckregler den Druck des Brennstoffs in einer von
_ einer Zubringerpumpe zu mindestens einer Einspritzdüsenöffnung führenden Leitung unter sonst gleichen Umständen gleichsinnig mit der durch die Ansaugleitung strömenden Luftmenge verändert und der Überschußbrennstoff in einen Vorratsbehälter zurückfließt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Brennstoffzuführungseinrichtung bei Betrieb der Brennkraftmaschine unter Last mit Brennstoffeinspritzung arbeitet, während der Brennstoff im Bereich des Leerlaufbetriebs in die Ansaugleitung durch die Wirkung des in dieser herrschenden Unterdrucks eingeführt wird, daß der den Brennstoff enthaltende Teil des Druckreglers so ausgebildet ist, daß er durch eine im Leerlaufbetrieb wirksame Einrichtung in einen Brennstoffbehälter mit konstantem Brennstoffspiegel, vorzugsweise einen Überlaufbehälter, umwandelbar ist und daß hierbei der Brennstoffzufluß zur Ansaugleitung durch die bei Lastbetrieb als Einspritzdüsenöffnung wirkende Öffnung bzw. wirkenden Öffnungen erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Druckregler durch ein Gleichflußpumpensystem mit Überschußförderung gespeist wird und einen Brennstoffabfluß veränderlichen Querschnitts für den von diesem Pumpensystem kommendeii Brennstoff steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (10) einen Behälter (21) aufweist, über welchem ein Ventilteller (23) angeordnet ist, welcher zusammen mit der oberen Kante des Behälters den Brennstoffabfluß steuert, daß die Überlaufkante des Behälters in einer gewissen Entfernung (H) unter der Höhe der Einspritzdüsenöffnungen (13) liegt und daß die im Leerlauf wirksam werdenden Einrichtungen den Ventilteller (23) so weit anheben, daß das Pumpensystem praktisch ohne Druck in den Behälter (21) fördert und dieser dann wie ein Konstantspiegelbehälter mit Überlauf arbeitet.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (21) des Druckreglers (10) in einer mit dem Lufteinlaß (15) der Ansaugleitung verbundenen Kammer (11) angeordnet ist, so daß in der Nähe des Leerlaufs der Druck des Brennstoffs vor den Einspritzdüsenöffnungen (13) praktisch gleich dem in dem Lufteinlaß herrschenden Druck ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welchem jede Einspritzdüsenöffnung in eine Kammer mündet, welche normalerweise einerseits mit dem Außenraum, gegebenenfalls über den Hauptlufteinlaß, durch einen Belüftungsdurchlaß verhältnismäßig großen Querschnitts und andererseits mit der Ansaugleitung durch eine kleine Öffnung, welche jedoch größer als die Einspritzdüsenöffnung ist, in Verbindung steht, wobei die beiden Öffnungen so aufeinander ausgerichtet sind,
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daß der aus der ersten Öffnung kommende Brennstoffstrahl durch die zweite öffnung hindurch in die Ansaugleitung gelangt, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche den freien Querschnitt des Belüftungsdurchlasses (19) in der Nähe des Langsamlaufs verringern, derart, daß dann hinter der Einspritzdüsenöffnung (13) ein Unterdruck herrscht, welcher von dem in der Ansaugleitung (1) hinter dem Drosselorgan (2) herrschenden abhängt.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (23) durch eine Kammer (33) veränderlichen Volumens gesteuert wird, in welcher entgegen der Wirkung einer Rückholkraft der Unterdruck wirkt, welcher in einem in der Ansaugleitung (1) vor dem Drosselorgan (2) angeordneten Venturirohr (4 oder 5) herrscht.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kammer (33) ao und dem Venturirohr (4 oder 5) eine Vorrichtung angeordnet ist, welche die Wirkung des Unterdrucks in der Kammer (33) entsprechend dem Öffnungsgrad des Drosselorgans (2) verändert.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Kammer (33) gegebenenfalls über den Lufteinlaß (15), über eine Öffnung (38 oder 53) mit der Außenluft verbindet, wenn das Drosselorgan (2) sich in der Nähe seiner Stellung der stärksten Schließung befindet, so daß der Ventilteller (23) seinen größten Öffnungshub ausführt.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante des Behälters (21) schräg gegenüber der Waagerechten liegt und daß die den Behälter mit jeder Einspritzdüsenöffnung verbindende Leitung (12) in diesen Behälter mit ihrem unteren Teil an einer Stelle mündet, welche tiefer als die Überlaufschwelle des als Konstantspiegelbehälter wirkenden Behälters liegt, wobei die Leitung (12) eine Öffnung (63) kleinen Querschnitts aufweist, welche über dieser Schwelle liegt (Fig. 4).
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 308 954, 703 155;
USA.-Patentschriften Nr. 2534346, 2785 663.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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