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Spritzvergaser für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen
Spritzvergaser für Brennkiaftmaschinen mit einer mittels Thermostat und Unterdruckkolben
arbeitenden Steuervorrichtung für die Luftklappe (Starterklappe, Choke), wobei der
genannte Kolben nach dem Anspringen der Maschine auf die Luftdrossel in öffnendem
Sinn einwirkt und nach Patent 1129 766 außerdem noch eine zum Leerlaufkanalsystem
führende Luftleitung derart steuert, daß er in seiner Ausgangslage die im Zylinder
des Unterdruckkolbens liegende öffnung dieser Leitung absperrt, jedoch im Laufe
seiner Fortbewegung die genannte Luftleitung öffnet und auf diese Weise zusätzliche
Leerlaufluft zum Leerlaufkraftstoff zwecks Abmagerung des Leerlaufgemisches hinzutreten
läßt.
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Diese bereits im Hauptpatent 1129 766 vorgeschlagene Vorrichtung
dient bekanntlich dem Zweck, einen derartigen Vergaser im Leerlaufbereich dadurch
zu verbessern, daß dem normalerweise bei dieser Betriebsweise reichen Brennstoff-Luftgemisch
eine zusätzliche, gesteuerte Luftmenge beigemischt wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die im Hauptpatent 1129 766 beschriebene
Vorrichtung weiterhin zu verbessern, indem dafür gesorgt ist, das während des Leerlaufes
zur Maschine gelangende zu fette Gemisch variieren zu können, und zwar durch Steuern
der in das Leerlaufkanalsystem einströmenden Luft, was zweckmäßigerweise durch den
die Luftklappe steuernden Unterdruckkolben geschieht.
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Zum Lösen dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die zum
Leerlaufkanalsystem füh-
rende Luftleitung mit der zum Saugkanal des Vergasers
weisenden Stimfläche des Kolbens über Kanäle verbunden ist, deren Querschnitt in
Abhängigkeit von der Kolbenstellung gesteuert wird.
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Diese Anordnung hat gegenüber den bekannten Starthilfseinrichtungen
bzw. Spritzvergasern, bei denen lediglich die Stellung der Luftklappe geändert wird,
den Vorteil, daß das Leerlaufgemisch den veränderten Betriebsbedingungen entsprechend
angeglichen werden kann. Es liegt auf der Hand, daß die vom Unterdruck in den Ansaugleitungen
gesteuerte Veränderung der Gemischanreicherung ein günstigeres Leerlaufverhalten
ergibt als bei den bekannten Vorrichtungen, bei denen lediglich die Stellung der
Luftklappe verändert wird. Eine unnötige überdosierung von Brennstoff ist ausgeschlossen;
je nach Ausbildung des Unterdruckkolbens wird der Ansaugunterdruck,
d. h. letzten Endes die Leerlaufdrehzahl, durch Veränderung der Gemischzusammensetzung
auf einen günstigen Wert geregelt. Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Anordnung
ist bei den bekannten Vergasern, das Gemisch während der Anwärmeperiode entweder
zu fett, oder zu arm; die ge-
nau richtige Gemischzusammensetzung dagegen
kann bestenfalls durch Zufall erreicht werden.
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Um eine möglichst exakt bemessene Gemischbildung zu erreichen, ist
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die mit der Luftleitung
in Verbindung stehenden Kanäle eine gegen den Saugkanal offene Sackbohrung im Kolben
und mehrere am Umfang des Kolbens angeordnete, in Axialrichtung gegeneinander versetzte
und bei Bewegung des Kolbens nacheinander mit der Luftleitung in Verbindung tretende
Nuten aufweisen, die mit der Sackbohrung durch die Kanäle verschiedenen Strömungswiderstandes
verbunden sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung in Verbindung
mit den Zeichnungen einiger Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt F i
g. 1 einen Schnitt durch den Versager, F i g. 2 einen Schnitt nach
der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i
g. 3,
F i g. 5 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der
Erfindung, F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in F i
g. 5,
F i g. 7 einen Schnitt einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung und F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie
8-8 in F i g. 7.
10 bezeichnet einen Vergaser, 12 einen Ansaugkanat
für das Gas-Luft-Genüsch, 14 eine Luftklappe (Choke),'16 eine Drosselklappe
und 18 eine Schwimmerkarnmer. Eine Hauptdüse 20 führt Brennstoff aus der
Kammer 18 zur engsten Stelle eines in dem Ansaugkanal 12 angeordneten
Venturirohres 22.
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Leerlaufdüsen 24 und 26 münden in den Ansaugkanal 12 und sind
durch einen Kanal 28 und einen Düsenstock 30 mit der Schwimmerkammer
18 verbunden. Eine Leerlaufluftdüse 32 verbindet den oberen Teil des
Kanals 28 mit dem Ansaugkanal 12. Die Luftdüse 32 verhindert das Auftreten
einer Saugwirkung in dem so ausgebildeten Leerlaufkanalsystem und das Emulgieren
des Brennstoffes. Ein zweiter Luftdurchlaß 34 verbindet den Kanal 28 mit
einer öffnung 36 in der Seitenwand eines Zylinders 38 der allgemein
mit 40 bezeichneten automatischen Hilfsanlaßvorrichtung.
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Die Luftklappe 14 wird durch einen am Vergasergehäuse angeordneten
Thermostat 42 automatisch betätigt, der durch einen Luftklappenhebel 44 die Luftklappe
bei niedriger Temperatur in die geschlossene Stellung zwingt. Innerhalb des Zylinders
38 ist ein axial beweglicher Kolben 46 angeordnet, der durch eine Stange
48 mit dem Luftklappenhebel 44 verbunden ist. Der Zylinder 38 ist an seinem
einen Ende 50
geschlossen und in der Nähe dieses Endes ist eine Leitung
52 vorgesehen, die in Richtung des Ansaugkanals 12 verläuft und stromab der
Luftklappe 16 in letzteren einmündet (nicht dargestellt). Das andere Ende
54 des Zylinders 38 mündet in den Bereich der Luftklappe 14. In den Seitenwänden
des Kolbens 46 sind zwei diametral gegenüberliegende Nuten 56 und
58 vorgesehen. Die Nuten 56 und 58 münden an demjenigen Ende
des Kolbens 46, das dem offenen Ende 54 des Zylinders 38 zugewandt ist, und
enden in einem bestimmten Abstand von dem anderen Ende des Kolbens 46. In letzterem
ist zur Verbindung der Nuten 56 und 58 eine weitere Nut
60 vorgesehen (s. auch F i g. 2). Wie durch die ausgezogenen Linien
in F i g. 1 dargestellt, ist der Kolben 46 in dem Zylinder 38 so angeordnet,
daß die Öffnung 36 bei geöffneter Luftklappe offen ist. Die gestrichelte
Linie in F i g. 1 zeigt, daß der Kolben 46 bei geschlossener Luftklappe die
öffnung 36 verschließt, Im Betrieb drückt der Thermostat 42 bei niedriger
Temperatur die Luftklappe 14 in die geschlossene Stellung, und der Kolben 46 ist
so eingestellt, daß dann die öffnung 36 geschlossen ist. Wenn die nicht dargestellte
Brennkraftmaschine angelassen ist, mindert sich der absolute Druck hinter der Drosselklappe
16, wobei der Kolben 46 sich nach rechts bewegt und die Luftklappe 14 entgegen
der Kraft des Thermostaten teilweise geöffnet wird. Die öffnung 36 ist so
in der Wand des Zylinders 38 angeordnet, daß sie so lange von dem Kolben
46 verschlossen bleibt, bis die Luftklappe 14 sich um ein bestimmtes Ausmaß geöffnet
hat. Während die Öffnung 36 geschlossen ist, läßt das Leerlaufkanalsystem
eine erhöhte Brennstoffmenge durch die verschiedenen Leerlauföffnungen, die hier
als die Leerlaufdüsen 24 und 26 dargestellt sind. Beim öffnen der Luftklappe
14 über die vorbestimmte Stellung hinaus wird die öffnung 36 geöffnet, und
die durch das Leerlaufsystem ausfließende Brennstoffmenge vermindert sich. Unter
bestimmten Umständen könnte es geschehen, daß bei einem besonders niedrigen Druck
(Vakuum) im Ansaugkanal 12 der Brennstoff aus dem Düsenstock 30 durch den
Luftdurchlaß 34 hindurch und entlang den Berührungsflächen vom Kolben 46 und Zylinder
38 abströmt, um alsdann durch die Leitung 52 in den Ansangkanal 12
zu gelangen. Dieses würde nicht nur die Zufuhr eines übermäßig angereicherten Gemisches
bedeuten, sondern führt unter Umständen auch zu einer Ablagerung von Rückständen
in dem Zylinder 38, was zu einem Hängenbleiben des Kolbens 46 und somit einer
fehlerhaften Funktion der selbsttätig arbeitenden Luftklappe 14 führt. Um dies zu
verhindern, sind die Nuten 56, 58 und 60 vor-J, Gresehen, die dafür
sorgen, daß anstatt Brennstoff ausschließlich Luft in den Ansaugraum 12 gelangt,
wie niedrig der Druck im Ansaugraum auch immer sein mag. Diesen Luftzusatz nun genau
zu steuern, insbesondere beim Leerlauf der Brennkraftmaschine, bedarf besonderer
Vorkehrungen.
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In den F i g. 3 bis 8 sind diese erfindungsgemäßen Vorkehrungen
dargestellt. Zunächst soll das in den Fig. 3 und 4 veranschaulichte Ausführungsbeispiel
beschrieben werden, wonach eine Luftleitung 62 vorgesehen ist, die den Kanal
28 mit einer in der Wandung des Zylinders 64 der Hilfsanlaßvorrichtung 40
angeordneten öffnung 63 verbindet.
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In dem Zylinder 64 ist ein Kolben 66 axial beweglich angeordfiet
und wiederum durch die Stange 48 mit dem Luftklappenhebel 44 verbunden. Der Zylinder
64 ist an dem einen Ende 67 geschlossen und in der Nähe dieses Endes durch
eine weitere Leitung 68
mit dem Ansaugkanal 12 verbunden. Das andere Ende
69 des Zylinders 64 führt in den Saugkanal hinein. In dem Kolben
66 ist eine sich in axialer Richtung erstreckende Ausnehmung 70 gebildet,
die an der zum Saugkanal hinweisenden Stirnfläche des Kolbens 66
geöffnet
ist. In dem Kolben sind nun mehrere axial auf Abstand gehaltene konzentrische Nuten
71, 72
und 73 vorgesehen, die durch Kanäle 74, 75 und
76
mit der Ausnehmung 70 verbunden sind. Die Kanäle 74, 75 und
76 sind unterschiedlicher Größe, so daß sie unterschiedliche Leerlaufentnahmemengen
vorsehen. Vorzugsweise ist der Kanal 74 der kleinste und der Kanal 76 der
größte.
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Wenn die Luftklappe 14 geschlossen ist, dann nimmt der Kolben
66 die in F i g. 3 gezeigte Stellung ein. Beim Anlassen der Verbrennungskraftmaschine
verursacht der Ansaugdruck, welcher durch die Leitung 68 zum Zylinder 64
hingeführt wird, eine Bewegung des Kolbens 66 nach rechts, wodurch die Luftklappe
14 teilweise geöffnet wird. Wie auch bei der bekannten Ausführungsform ist die öffnung
63
durch den Kolben 66 geschlossen, bis die Luftklappe sich bis zu
einem bestimmten Ausmaß geöffnet hat. Während die öffnung 63 geschlossen
ist, wird das Leerlaufkanalsystem mit einer NEndestmenge an Luft versorgt, die durch
die Öffnung 32 einströmt, wobei durch die Leerlaufdüsen 24, 26 eine
maximale Brennstoffmenge abgegeben wird. Beim öffnen der Luftklappe 14 bis in eine
erste vorbestimmte Stellung oder Stufe wird die Nut 71 eine solche Stellung
einnehmen, daß sie an die Öffnung 63 angrenzt. Da die Nut 71
und der
Kanal 74 in der dargestellten Ausführungsform die kleinste öffnung haben, ist die
Menge an zuströmender Verbrennungsluft im Vergleich zu derjenigen, die durch die
Nuten 72 und 73 und damit durch die Kanäle 75 und
76 einströmen könnte, die
geringste. Demzufolge wird die
Öffnung 63 im ersten Stadium nur in dem Maße geöffnet, daß eine vergleichsweise
geringe Luftmenge durch die Nut 71 und den Kanal 74 zur Gemischbildung beitragen
kann, wobei die Menge des von dem Leerlaufkanalsystem abgegebenen Brennstoffes entsprechend
verringert wird. Bei weiterem Aufwärmen wird die Luftklappe 14 über den Thermostaten
42 weiter geöffnet. Wenn die Luftklappe vollkommen geöffnet ist, bewegt sich der
Kolben 76 allmählich durch eine Anzahl vorbestimmter Stellungen und Stufen
weiter zum rechten Ende des Zylinders 64 hin.
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In jeder Stufe richtet sich die in axialer Richtung nächste Nut mit
der Öffnung 63 aus, und die abgegebene Brennstoffmenge wird proportional
verkleinert, weil das Ausmaß der Entnahme mit Bezug auf die unmittelbar vorhergehende
Nut zunimmt. Wenn die Luftklappe die vollkommen geöffnete Stellung erreicht, dann
befindet sich der Kolben 66 in der Stellung, die in F i g. 1 mit der
in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung des Kolbens 46 dargestellt ist.
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Es ist wünschenswert, daß die Größe der Öffnung 63 und/oder
die axiale Ausdehnung der Nuten 71, 72
und 73 so bemessen ist, daß
keinerlei Unterbrechungen mehr auftreten, nachdem die Abmessung für die Leerlaufentnahme
einmal eingeleitet worden ist. Unterbrechungen in der Leerlaufentnahme während des
überganges von der einen Nut zu der nächsten würde einen unerwünschten jedoch vorübergehenden
Anstieg oder eine Anreicherung der Leerlaufbrennstoffmenge hervorrufen. Diese unerwünschte
Wirkung kann leicht dadurch vermieden werden, daß zwischen den benachbarten Nuten
eine axiale Trennung von solcher Größe vorgesehen wird, daß unmittelbar vor dem
übergang von einer Stufe zur nächsten immer eine leichte überlappung der Öffnung
63 durch die benachbarten Nuten gegeben ist. Außerdem kann die Luftleitung
62 zur Erzielung einer angemessenen Leerlaufentnahme mit einer Meßöffnung
versehen sein, die mit 65 bezeichnet ist.
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In den F i g. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, in welcher eine Luftleitung 77 den Kanal
28 mit einer Öffnung 78 in der Wandung eines Zylinders 79 der
lElfsanlaßvorrichtung 40 verbindet.
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In dem Zylinder 79 ist wiederum ein Kolben 81
axial beweglich
angeordnet. Der Zylinder ist an dem einen Ende 82 geschlossen und in der
Nähe dieses Endes durch eine Leitung 83 mit dem Ansaugkanal 12 verbunden.
Das andere Ende 84 des Zylinders 79
mündet in den Saugkanal. In axialer Richtung
des Kolbens 81 ist eine abgeschrägte Nut 86 vorgesehen, deren Ende
in den offenen Saugkanal hineinweist und sich während der Hin- und Herbewegung des
Kolbens mit der Öffnung 78 ausrichten kann. Die Abschrägung der Nut
86 ist an der Stirnseite des Kolbens, welche dem Saugkanal zugekehrt ist,
größer, während das andere Ende der Nut etwa in Kolbenmitte endet.
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Wenn die Luftklappe 14 geschlossen ist, nimmt der Kolben
81 die in F i g. 5 gezeigte Stellung ein. Wenn die Luftklappe nunmehr
die vollkommen geöffnete Stellung einnimmt, wobei der Kolben unter Einfluß des Vakuums
steht, dann bewegt sich der Kolben nach rechts, wobei die abgeschrägte Nut
86 sich in einem vorbestimmten Ausmaß mit der Öffnung 78
ausrichtet.
Die anfängliche Ausrichtung zwischen der Öffnung 78 und der Nut
86 findet am äußersten Ende der Nut statt, wodurch zunächst eine Mindestöffnung
freigegeben wird, so daß die durchströmende Luftmenge anfänglich sehr gering ist.
In diesem ersten Stadium wird die Leerlauföffnung 78 um so viel geöffnet,
daß das Leerlaufkanalsystem mit genau bemessener Menge an Luft versorgt wird, wobei
die abg ge gebene Brennstoffmenge proportional vermindert wird. Beim weiteren Anwärmen
setzt der Kolben 81
seine Bewegung nach rechts fort und bewirkt, daß das Ausmaß
der Leerlaufentnahme an Luft fortlaufend ansteigt, was eine Abnahme im Durchfluß
des Leerlaufbrennstoffes zur Folge hat.
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Bei dieser Ausführungsforin findet ein glatter übergang vom Anfangsstadium
der Leerlaufentnahme zum Endstadium der vollkommenen Leerlaufentnahme statt. Obwohl
die Ausführungsform als eine Nut mit dreieckigem Querschnitt dargestellt ist, sind
jedoch auch andere Nutenformen anwendbar.
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Eine weitere Ausführungsfom gemäß der Erfindung ist in den F i
g. 7 und 8 dargestellt, in welcher eine Luftleitung 87 den
Kanal 28 mit mehreren Öff-
nungen verbindet, die in der Wandung eines
Zylinders 88 der Hilfsanlaßvorrichtung 40 vorgesehen sind.
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Ein Kolben 89 ist wiederum axial beweglich in dem Zylinder
88 angeordnet und durch eine Stange 48 mit dem Luftklappenhebel 44 verbunden.
Der Zylinder 88
ist an seinem einen Ende 90 geschlossen und in der
Nähe dieses Endes durch eine Leitung 91 mit dem Ansaugkanal 12 verbunden.
Das andere Ende 92 des Zylinders 88 mündet in den Saugkanal. Der Kolben
89 ist mit einer segmentförmigen Nut 93 versehen, die während der
Bewegungsstufen des Kolbens die verschiedenen, in der Wandung des Zylinders
88 vorgesehenen Öffnungen überlagert und sich zu dem Ende des Kolbens hin
öffnet, das dem Saugkanal zugewendet ist.
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Die Luftleitung 87 besteht aus einer Hauptleitung
97, die unmittelbar mit einer Mündung 98 in dem Zylinder 88 in Verbindung
steht. Mehrere Nebenkanäle 101 und 102 verbinden die Hauptleitung
97
über Mündungen 103 und 104 mit dem Zylinder 88.
Die Mündungen
103 und 104 befinden sich im Zylinder zwischen der Mündung 98 und
dem offenen Ende 92 des Zylinders. Die Nebenleitungen und die Mündungen können
gleich groß sein oder in Abhängigkeit von der erwünschten Wirkung geändert werden.
Die Größe der Mündungen ist von dem erwünschten Brennstoffdurchfluß abhängig, und
die Anreicherung wird normalerweise mit der Luftklappenöffnung abnehmen.
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Wenn die Luftklappe 14 geschlossen ist, dann wird der Kolben
89 in eine Stellung gebracht, in der er alle Mündungen 98, 103, 104
verschließt. Wenn sich die Luftklappe weiter auf die vollkommen geöffnete Stellung
hinzubewegt, dann bewegt er sich nach rechts, bis er mit seiner Nut
93 in einer ersten vorbestimmten Stellung oder Stufe mit der Mündung 104
fluchtet. Die Mündung 104 ermöglicht eine begrenzte Leerlaufentnahme und verursacht
demzufolge eine Ab-
nahme des Leerlaufbrennstoffes. Der Durchfluß für die
Leerlaufentnahme führt durch die Hauptleitung 97, die Nebenleitung 102, die
Mündung 104 und die Nut 93, die zum offenen Ende 92 des Zylinders
und von dort zum Saugkanal führt. Beim weiteren Anwärmen bewegt sich der Kolben
weiter nach rechts, wobei eine Ausrichtung der Nut 93 mit jeder nachfolgenden
Mündung und jeder Nebenleitung erfolgt. Wenn sich die Nut 93 mit jeder Mündung
ausrichtet,
dann wird die Leerlaufentnahme erhöht, und der Leerlaufbrennstoff
wird proportional vermindert. Da die Nut93 jede nachfolgende Mündung überlagert,
ohne eine benachbarte offenstehende Mündung zu schließen, treten keine unerwünschten
übergangswirkungen auf, und die Leerlaufentnahme ist die gesamte Wirkung aller offenen
Öffnungen.
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Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen ist die ununterbrochene
Abgabe von Verbrennungsluft über Leerlaufluftdüse 32 als von der Luftklappe
14 unabhängig dargestellt worden. Jede der Ausführungsformen könnte so ausgeführt
werden, daß die von der Düse 32 ausgeführte Funktion von der automatisch
betätigten Luftklappe 14 mit übernommen wird, indem jeder Kolben so angeordnet wird,
daß ungeachtet -der Stellung des Kolbens stets eine Luftöffnung zum Zylinder
anstatt zum Ansaugkanal geöffnet ist.