DE1186687B

DE1186687B - Vergaser fuer Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung des Brennstoffs in die Ansaugleitung

Info

Publication number: DE1186687B
Application number: DES72156A
Authority: DE
Inventors: Andre Louis Mennesson
Original assignee: Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
Current assignee: Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
Priority date: 1960-01-28
Filing date: 1961-01-20
Publication date: 1965-02-04
Also published as: GB910342A; FR1255506A; US3061286A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: F 02 f

Deutsche KL: 46 c2 - 87

Nummer: 1186 687

Aktenzeichen: S 721561 a/46 c2

Anmeldetag: 20. Januar 1961

Auslegetag: 4. Februar 1965

Die Erfindung bezieht sich auf Vergaser für Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung des Brennstoffs durch wenigstens eine Einspritzöffnung, welche in die Ansaugleitung hinter dem Drosselorgan mündet, wobei ein Druckregler oder Druckminderer zwischen einer Brennstoff unter Druck liefernden Einrichtung und der Einspritzöffnung vorgesehen ist, welcher den Druck des von dieser Einrichtung kommenden Brennstoffs auf den Einspritzdruck herabsetzt und der Druckminderer im wesentlichen durch eine Kammer mit einem Leckdurchlaß gebildet wird, dessen Querschnitt durch ein Ventil bestimmt wird, auf welches gegensinnig der Einspritzdruck und eine veränderliche Kraft wirken, welche durch ein auf wenigstens eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ansprechendes Steuersystem erzeugt wird, welches ein etwa gleichachsig zum Ventil bewegliches Teil enthält, auf welches diese Kraft unmittelbar wirkt.

Bei derartigen Vergasern ist es schwierig, hinter dem Regler einen genauen Einspritzdruck zu erhalten, und zwar insbesondere wegen der während des Arbeitens auftretenden Reibungen. Eine Reibungsursache sind die Gelenke zwischen den Stangen, Hebeln oder anderen Zwischengliedern der mechanischen Übertragung, welche gewöhnlich zwischen dem beweglichen Teil des Steuersystems und dem beweglichen Ventil des Druckreglers angeordnet ist. Eine andere Reibungsursache sind die Reaktionskräfte, welche von den in dem Druckregler auftretenden Kräften herrühren.

Die Erfindung bezweckt insbesondere, derartige Vergaser so auszubilden, daß sie mit einer größeren Genauigkeit als bisher den Einspritzdruck bestimmen, wofür die Betriebsreibungen vermieden oder verringert werden.

Es ist bereits bekannt, die Kipptendenz eines Stößels in der Stößelführung dadurch zu verringern, daß die Stößelstange im unteren Stößelbereich aufliegt. Eine andere bekannte Art der Zentrierung besteht darin, daß das Ende der Stößelstange sowie das dieses Ende aufnehmende Ende der Bohrung jeweils konisch ausgebildet sind, so daß das Ventil selbsttätig zentriert wird.

Weiter ist ein Steuersystem für einen Einspritzvergaser bekannt, bei welchem die Verbindung zwischen dem beweglichen Teil und dem Ventil durch einen an diesen beiden Teilen gelenkig gelagerten Stab hergestellt ist. Es ist auch bekannt, einen Druckstab vorzusehen, der sich an einem beweglichen Teil hinter der Angriffsebene der Kräfte abstützt.
Alle diese bekannten Anordnungen können ein

Vergaser für Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung des Brennstoffs in die Ansaugleitung

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 28. Januar 1960 (816 965) -■

Verkanten von beweglichen Teilen nicht absolut ausschließen. Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, daß in an sich bekannter Weise das bewegliche Teil und das Ventil durch einen sowohl am beweglichen Teil als auch am Ventil gelenkig gelagerten Stab verbunden sind, daß der Stab in ebenfalls bekannter Weise als Druckstab ausgebildet ist und sich an dem Ventil und an dem Teil — in Kraftrichtung betrachtet — hinter den Angriffsebenen der Kräfte abstützt, welche unmittelbar an dem Teil bzw. dem Ventil angreifen.

Dadurch wird erreicht, daß durch den Druckstab ausschließlich Zugkräfte auf die einzelnen bewegliehen Teile übertragen werden, so daß Verkantungen und damit verbundene Störungen mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Weiter sind bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zwischen dem Steuersystem und dem Zumeßventil keine weiteren Zwischenglieder vorhanden, wodurch keinerlei Reibungskräfte entstehen, die die Genauigkeit des Einspritzdruckes in Frage stellen. Der erfindungsgemäße

509 507/106

Druckstab zentriert sich frei selbsttätig, derart, daß die üblichen Ursachen der Reibung und somit der Ungenauigkeit fortfallen.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

F i g. 1 ist ein schematischer Axialschnitt eines Vergasers mit der erfindungsgemäßen Einrichtung;

F i g. 2 und 3 zeigen vergleichsweise die Nachteile eines mit einer Übertragung bekannter Bauart ausgerüsteten Druckreglers.

Der Vergaser ist im ganzen z. B. auf bekannte Weise ausgebildet und enthält ein Gehäuse 1 von allgemein zylindrischer Form, dessen Kammer 2 oben von einem beweglichen scheibenförmigen Ventil 3 abgedeckt wird. Dieses Ventil besitzt einen Ansatz 4, welcher in einer mit dem Gehäuse 1 starr verbundenen Führung 5 gleitet. Die Kammer 2 wird mit Brennstoff unter Druck über einen gegebenenfalls mit einer kalibrierten öffnung 7 versehenen Kanal 6 durch eine Pumpe 8 gespeist, welche den Brennstoff einem Vorratsbehälter 9 entnimmt und ihn unter einem Druck fördert, welcher höher als der durch den Regler zu bestimmende ist.

Bekanntlich steht der in der Kammer 2 enthaltene Brennstoff unter einem Druck, welcher von der auf das Ventil 3 nach unten ausgeübten Kraft abhängt. Der Brennstoff, dessen Druck auf diese Weise bestimmt ist, wird durch einen Kanal 10 zu einer oder mehreren Einspritzöffnungen 11 abgeführt. Der überschüssige Brennstoff, welcher durch den durch das Ventil 3 und die Oberkante des Gehäuses 1 gebildeten Leckdurchlaß austritt, wird m dem Körper 12 des Druckreglers aufgefangen und durch einen Kanal 13 z. B. zu dem Vorratsbehälter 9 oder einem beliebigen anderen Raum abgeführt.

Das die auf das Ventil 3 ausgeübte Kraft bestimmende Steuersystem wird durch eine Hauptmembran 14 gebildet, auf welche¹ im allgemeinen ein durch einen Kanal 15 übertragener Unterdruck wirkt. Um eine Einwirkung dieses Unterdrucks auf das Ventil 3 zu verhindern, ist zwischen diesem und der Membran 14 eine abdichtende Membran 16 angeordnet, deren Querschnitt erheblich kleiner als der der Membran 14 ist. Ein Zwischenstück 17 verbindet die beiden Membranen 14 und 16 wenigstens in der Nähe ihrer Mitten miteinander. Der durch den Kanal 15 übertragene Unterdruck hat eine Kraft zur Folge, welche wegen der verschiedenen Querschnitte der Membranen 14 und 16 auf das Zwischenstück 17 in der Figur nach unten wirkt.

Zur Vermeidung der Reibungsursachen an den Gelenken des üblichen zwischen dem Zwischenstück 17 und dem Ventil 3 angeordneten Übertragungssystems ist es naheliegend, diese beiden Teile unmittelbar durch einen Druckstab zu verbinden, wie dies bei 18 in Fig. 2 dargestellt ist, wobei sich dieser Druckstab an dem Zwischenstück 17 vor der Membran 16 und daher erst recht vor der Membran 14 und an dem Ventil 3 ebenfalls vor der Unterseite desselben abstützt.

Eine derartige Übertragung mit Druckstab vermeidet zwar die von den üblichen Gelenken herrührenden Reibungen, erzeugt jedoch eine andere Reibungsursache, wie in F i g. 3 erläutert ist. Es kann nämlich angenommen werden, daß die auf die Membranen 14 und 16 wirkenden Unterdruckkräfte eine Resultierende Z₁ haben, welche nach unten gerichtet ist und in der Achse der Membranen an der Stelle A angreift, d. h. etwa auf der Höhe der Ebene Q der größeren Membran 14. An der Berührungsstelle B zwischen dem Zwischenstück 17 und dem Stab 18 tritt eine Reaktionskraft auf, welche der Kraft Z₁ gleich und entgegengesetzt ist. Ferner haben an dem Ventil 3 die Druckkräfte des Brennstoffs eine Resultierende Z₂, welche nach oben gerichtet ist und an dem Punkt C angreift, welcher das Zentrum der Unterseite des Ventils 3 ist, wobei die Ebene dieser Seite mit P bezeichnet ist. An der Berührungsstelle D zwischen dem Ventil und dem Stab 18 tritt eine Reaktionskraft auf, welche der Kraft Z₂ gleich und entgegengesetzt ist.

Außer bei einer tadellosen Ausrichtung (F i g. 2), welche praktisch mechanisch nicht aufrechterhalten

j 5 werden kann, erzeugen die Kräftepaare aus der Kraft Z₁ und der entsprechenden Reaktionskraft sowie aus der Kraft Z₂ und der entsprechenden Reaktionskraft zwei Momente, welche die Ausrichtung der gemeinsamen Achse der Membranen 14 und 16, der Achse des Stabes 18 und der Achse des Ansatzes 4 der Membran zu zerstören suchen (Fig. 3). Hierdurch entstehen Reibungskräfte, insbesondere zwischen dem Ansatz 4 und seiner Führung 5, sowie Beanspruchungen an den Membranen 14 und 16, welche eine anormale Stellung einnehmen. Hierdurch verliert der Druckregler seine ganze Empfindlichkeit, da die durch eine derartige Ausrichtungsstörung erzeugten Reibungen gegenüber der von der Regeleinrichtung erwarteten Genauigkeit beträchtlich sind.

Im Ausführungsbeispiel ist dagegen die durch das Ventil 3 mit seinem Ansatz 4, das Zwischenstück 17 und den Stab 18 gebildete Anordnung so ausgebildet, daß sich der Stab einerseits an dem Ventil 3 hinter der AngriffsebeneP (Fig. 1) der unmittelbar auf das Ventil wirkenden Kräfte und andererseits an dem Zwischenstück 17 hinter der Angriffsebene Q der unmittelbar auf dieses wirkenden Kräfte abstützt.

Hierfür ist der Ansatz 4 mit einer Bohrung 19 versehen, deren Boden 19 α hinter der Unterseite des Ventils 3 (Ebene P) liegt, auf welche der Druck des in der Kammer 2 enthaltenen Brennstoffs wirkt, wobei außerdem das Zwischenstück 17 eine Bohrung 20 aufweist, deren Boden 20 a hinter der Hauptmembran 14 (Ebene Q) liegt, und der Stab 18 liegt so in den Bohrungen 19 und 20, daß er sich an den Böden 19 a und 20 a derselben abstützt.

Die oben definierte Kraft Z₁ greift dann weiter an dem in der Ebene Q liegenden Punkt A an, der Angriffspunkt der durch sie erzeugten Reaktionskraft ist jedoch nach B' verlegt, d. h. hinter den Punkt A in bezug auf die Kraft Z₁. Ebenso greift die oben definierte Kraft Z₂ weiter an dem in der Ebene P liegenden Punkt C an, der Angriffspunkt der durch sie erzeugten Reaktionskraft ist jedoch nach D' verlegt,

d. h. hinter den Punkt C in bezug auf die Kraft f_r Jedes der in F i g. 1 durch die Kräfte Z₁ und Z₂ und ihre Reaktionskräfte erzeugten Momente trägt dauernd zur genauen Ausrichtung der Achsen des Stabes 18, des Ansatzes 4 des Ventils 3 und des Zwischen-Stücks 17 bei. Hierdurch wird jede Tendenz zu Reibungen des Ansatzes 4 des Ventils an seiner Führung 5 sowie zu anormalen Verformungen der Membranen 14 und 16 unterdrückt.

Die Querschnitte der Bohrungen 19 und 20 sind etwas größer als die in diese eingesetzten Teile des Stabes 18. Ferner werden zweckmäßig die Enden des Stabes 18 sowie die Böden 19 α und 20 α abgerundet, wobei der Krümmungshalbmesser der Enden des

Stabes vorzugsweise kleiner als der Krümmungshalbmesser der Böden ist.

Auf das Ventil 3 wirkt zweckmäßig gleichsinnig mit dem Druck des in der Kammer 2 enthaltenen Brennstoffs eine Feder 21, welche dem Gewicht der von den Membranen 14 und 16 betätigten beweglichen Anordnungen das Gleichgewicht hält.

Durch die Feder 21 wird das Ventil 3 voll geöffnet, wenn der durch den Kanal 15 übertragene Unterdruck Null ist, oder anders ausgedrückt, wenn der Atmosphärendruck auf beide Seiten der Membran 14 wirkt. Der in dem Kanal 10 herrschende relative Druck ist dann Null, und es erfolgt keine Einspritzung, was normal ist, da keine Luft in der Ansaugleitung 22 des Motors strömt, in welche die Einspritzöffnung 1 mündet. Die Genauigkeit des Apparats ist jedoch so groß, daß bei Fehlen der Feder 21 unter den gleichen Umständen der in dem Kanal 10 herrschende relative Druck nicht Null sein würde, so daß Brennstoff in die Leitung 22 eingespritzt würde.

Die Ansaugleitung 22 ist noch mit einem Drosselorgan 23 und vor demselben mit einem Durchlaß mit eingeschnürtem Querschnitt oder einem Venturirohr 24 zur Messung der von dem Motor aufgenommenen Luftmenge versehen. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit kann gegebenenfalls ein zweites Venturirohr 25 benutzt werden, welches in das erste konzentrisch zu diesem eingesetzt ist, wobei dann der Kanal 15 an der engsten Stelle dieses zweiten Venturirohrs mündet.

Der Brennstoff wird in die Leitung 22 vor dem Drosselorgan 23 durch die kalibrierte Einspritzöffnung 11 eingeführt, welche in eine Kammer 26 mündet, welche mit Luft durch einen Kanal 27 gespeist wird, und mit welcher normalerweise ein in der Nähe des Atmosphärendrucks liegender Druck herrscht. Diese Kammer 26 steht mit der Leitung 22 durch eine öffnung 28 in Verbindung, welche verhältnismäßig klein gegenüber der Öffnung des Kanals 27 ist, so daß die Öffnung 11 gegen den gegebenenfalls in der Leitung 22 hinter dem Drosselorgan 23 herrschenden Unterdruck geschützt ist.

Aus Schutzgründen kann über der Membran 14 des Reglers ein Deckel 29 vorgesehen werden, welcher zusammen mit der Membran eine Kammer 30 abgrenzt, welche mit dem Außenraum durch ein Loch 31 entweder unmittelbar oder vorzugsweise über einen Kanal 32 in Verbindung steht, welcher mit der Leitung 22 hinter dem üblichen Luftfilter 33 verbunden ist.

Bei der obigen Ausbildung werden in dem Druckregler die von der Membran 14 kommenden Kräfte ohne Auftreten irgendwelcher die Genauigkeit der Regeleinrichtung beeinträchtigenden Reibungen übertragen. Zunächst sind nämlich die üblichen Gelenke oder Zwischenteile zwischen der Membran 14 und dem Ventil 3 fortgefallen, welche selbst bei Verwendung von Kugel- oder Rollenlagern Reibungen erzeugen und die Genauigkeit beeinträchtigen. Ferner erzeugen die in der Regeleinrichtung entwickelten Kräfte keine zusätzliche Reibung und suchen sogar die unvermeidlichen Reibungen des Apparats zu verringern. Man erhält daher ein Druckregelsystem, welches trotz einfachen Aufbaues eine sehr große Genauigkeit besitzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung des Brennstoffs durch wenigstens eine Einspritzöffnung, welche in die Ansaugleitung hinter dem Drosselorgan mündet, wobei ein Druckregler oder Druckminderer zwischen einer Brennstoff unter Druck liefernden Einrichtung und der Einspritzöffnung vorgesehen ist, welcher den Druck des von dieser Einrichtung kommenden Brennstoffs auf den Einspritzdruck herabsetzt, und der Druckminderer im wesentlichen durch eine Kammer mit einem Leckdurchlaß gebildet wird, dessen Querschnitt durch ein Ventil bestimmt wird, auf welches gegensinnig der Einspritzdruck und eine veränderliche Kraft wirken, welche durch ein auf wenigstens eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ansprechendes Steuersystem erzeugt wird, welches ein etwa gleichachsig zum Ventil bewegliches Teil enthält, auf welches diese Kraft unmittelbar wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das bewegliche Teil (17) und das Ventil (3) durch einen sowohl am beweglichen Teil als auch am Ventil gelenkig gelagerten Stab (18) verbunden sind, daß der Stab in ebenfalls bekannter Weise als Druckstab ausgebildet ist und sich an dem Ventil und an dem Teil — in Kraftrichtung betrachtet — hinter den Angriffsebenen der Kräfte abstützt, welche unmittelbar an dem Teil bzw. dem Ventil angreifen.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventil durch eine mit einem Ansatz (4) versehene Scheibe (3) und das bewegliche Teil des Steuersystems durch ein Zwischenstück (17) gebildet werden, welches wenigstens zwei Membranen (14, 16) verschiedener Oberflächen vereinigt, auf welche ein Druck oder Unterdruck wirkt, wobei der Druckstab (18) in Bohrungen (19, 20) in dem Ansatz bzw. dem Zwischenstück eingesetzt ist, deren Böden (19 a, 20 a) hinter der Unterseite der Scheibe (3) bzw. hinter der Ebene der Membran (14) mit der größeren Oberfläche liegen.

3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Druckstabs (18) sowie die Böden (19 a, 20 a) der entsprechenden Bohrungen (19 und 20) abgerundet sind, wobei der Krümmungshalbmesser der Enden des Druckstabs vorzugsweise kleiner als der Krümmungshalbmesser der Böden ist.

4. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das bewegliche Ventil (3) gleichsinnig mit dem Druck des in der Kammer (2) enthaltenen Brennstoffs eine Feder (21) wirkt, welche dem Gewicht der beweglichen Anordnung des Reglers das Gleichgewicht hält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 703 155;
schweizerische Patentschrift Nr. 223 387;
französische Patentschrift Nr. 863 156;
britische Patentschriften Nr. 701104, 816 430,
USA.-Patentschriften Nr. 2404081, 2 429 781.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 507/106 1.65

ι Bundesdruckerei Berlin