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Vorrichtung zur Verstellung des Zündpunktes an Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung des Zündpunktes an Brennkraftmaschinen,
bestehend aus einem Vergaser mit Betätigungsgestänge für die Drosselklappe sowie
einem Unterbrecherkontakt, der mit einer die Lage des verstellbaren Unterbrechemockens
beeinflussenden Einrichtung verbunden ist.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art in
der Weise zu verbessern, daß sich die Menge der Verbrennungsabgase, insbesondere
bei Automobilmotoren, vermindert. Bei Motoren dieser Art ist es im allgemeinen üblich,
den Zündpunkt bei Leerlaufbetrieb oder bei Drehzahlverringerung später zu legen
als bei Betrieb unter Last oder bei voller Drehzahl, um hierdurch eine bessere Verbrennung
des Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Zylindern zu erzielen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine weitere Verringerung
der Abgasmenge im Leerlauf dann zu erzielen ist, wenn das Betätigungsgestänge des
Vergasers so ausgebildet ist, daß es, ausgehend von einer Stellung übermäßig verzögerter
Vorzündung, zunächst ohne die Drosselklappe im Vergaser zu beeinflussen, in eine
Stellung gebracht wird, in der die für Leerlauf übliche Vorzündung eingestellt ist
und dementsprechend eine erhöhte Drehzahl, z. B. etwa 1.200 U/min, vorliegt, um
dann, ausgehend von dieser Stellung normaler Vorzündung, die Drosselklappe im Vergaser
zu öffnen, bis die Höchstdrebzahl erreicht ist.
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Das beste Leerlaufverhalten wird beispielsweise dann erzielt, wenn
die Drosselklappe im Vergaser geschlossen ist und brennstofffreie Luft hinter der
Drosselklappe mit dem z. B. durch eine Leerlaufdüse angesaugten Brennstoff in solchem
Mengenverhältnis gemischt wird, daß die Maschine bei normaler Zündpunkteinstellung
für Leerlauf etwa 1000 bis 1200 Umin ausführt. Wenn dann zur Verringerung
der Leerlaufdrehzahl und zur Verbesserung der Verbrennung in den Zylindern bei niedriger
Drehzahl der Zündpunkt um etwa 5 bis 101 später, d. h. näher
an den oberen Totpunkt der Kurbelwelle, gelegt wird, sinkt die Leerlaufdrebzahl
ganz erheblich und beträgt nur noch etwa 450 U/min.
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Eine einfache Vorrichtung, welche es gestattet, die niedrige Leerlaufdrehzahl
zu erzielen, kann nach der Erfindung in der Weise ausgebildet sein, daß das Betätigungsgestänge
für die Vergaserdrosselklappe, welches unter der Wirkung einer Feder steht, die
es in Drosselklappenschließstellung zu verstellen sucht, an die Zündverstelleinrichtung
über eine Verbindung derart angeschlossen ist, daß es nach Erreichen der Drosselklappenschließstellung
und nach einer weiteren, über die zuletzt genannte Stellung hinausgehenden Bewegung
die Zündverstelleinrichtung im Sinne einer übermäßigen Leerlauf-Spätzündung verstellt,
daß ferner zwischen der Zündverstelleinrichtung und dem sie beeinflussenden Verstellregler
eine Totgangverbindung vorgesehen ist, die die Verbindung zwischen Zündverstelleinrichtung
und Regler im Bereich der vorgenannten übermäßigen Leerlauf-Spätzündung unterbricht,
daß weiterhin die Kraft der das Gestänge in Drosselklappenschließstellung verbringenden
Feder größer als die einer am Unterbrechernocken angreifenden Feder ist, die ihn
im Sinne einer Zündpunktvorverlegung zu verstellen sucht, und daß schließlich zwischen
dem an die Zündverstelleinrichtung angeschlossenen Gestängeteil und der Drosselklappe
eine weitere Totgangverbindung vorgesehen ist, die die Drosselklappe erst dann zu
öffnen beginnt, wenn das Gestänge in öffnungsrichtung der Drosselklappe eine bestimmte
Hublänge zurückgelegt und die genannte übermäßige Leerlauf-Spätzündung unwirksam
gemacht hat.
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Hierdurch wird erreicht, daß sich die Maschine bei vollständiger Drosselung
selbsttätig auf niedrigste Leerlaufdrehzahl einstellt und bei Betätigung des Vergasergestänges
im Sinne einer Drehzahlerhöhung zunächst auf die normale, größere Leerlaufdrehzahl
kommt, um sich schließlich durch öffnen der Drosselklappe im Vergaser bis auf höchste
Drehzahl zu beschleunigen.
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Es ist zwar bekannt, Unterdruckregler zu verwenden, die den Zündzeitpunkt
bei Leerlauf näher an
den oberen Totpunkt verlegen; eine hierüber
hinausgehende Verstellung ist jedoch nicht vorgeschlagen worden, insbesondere nicht
in der Weise, daß die zusätzliche Verstellung des Zündzeitpunkts unter Ausnutzung
der Gestängebewegungen erfolgt.
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Auch bei Vorrichtungen nach der Erfindung ist es vorteilhaft, eine
bekannte Einrichtung zur Beeinflussung des Zündpunktes (Verstellregler) vorzusehen,
die ini normalen Drehzahlenbereich wirksam ist, d. h. in dem Bereich, in
welchem die Drehzahl durch Verstellung der Vergaserdrosselklappe verändert werden
kann. Diese Einrichtung jedoch muß bei der die übermäßig verzögerte Zündung bewirkenden
Einstellung wirkungslos sein, wie dies die Erfindung vorsieht.
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Zwischen dem an den Unterbrechemocken angeschlossenen Gestängeteil
und der Drosselklappe bzw. dem mit ihr verbundenen gesonderten Gestänge kann eine
aus einem Schleppglied und einem nachgiebigen Element gebildete Verbindung vorgesehen
sein. Es ist auch möglich, eine bei Drehzahlverringerung aus hohen Drehzahlen wirksam
Einrichtung zur Kraftstoffdrosselun g einzubauen.
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In jedem Fall tritt bei der Erfindung immer dann, wenn z. B. durch
Freigabe des Gaspedals im Leerlauf oder bei Verringerung der Motordrehzahl die Drosselklappe
geschlossen ist, die gewünschte Zündpunktverzögerung ein. Dabei verringert sich
der Ansaugunterdruck von z. B. 22 Zoll Quecksilbersäule, wie er bei normaler Leerlaufdrehzahl
bei üblichen Automobilmotoren auftritt, auf etwa 20 Zoll Quecksilbersäule. Die Folge
davon ist eine Erhöhung des Kompressionsdruckes und eine verbesserte Verbren-nung
in den Zylindern bei Leerlauf und Drehzahlerniedrigung. Sobald eine erneute Erhöhung
der Drehzahl herbeigeführt werden soll, wird der Zündpunkt mechanisch in normale
Leerlaufstellung gebracht und erst dann mit Hilfe des diese erstere Verstellung
durchführenden Gestänges die Drosselklappe betätigt.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf einen Vergaser, einen
Unterbrecher und deren Betätigangs- und Steuerelemente, F i g. 2 eine Seitenansicht
der F i g. 1 und F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des
Betriebsverhaltens einer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine.
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In der Zeichnung ist mit 10 ein Vergaser angegeben, dessen
Ansaugstutzen mit 11 und dessen Schwimmerkammer mit 12 bezeichnet ist.
13 ist eine Kraftstoffzufuhrleitung, während 14 eine auf einer Welle
15 schwenkbare Drosselklappe ist. Eine besondere Luftansaugöffnung
16 mit einem einstellbaren Ventil 17 dient der Zufuhr der im Leerlauf
angesaugten Frischluft.
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An der Welle 15 der Drosselklappe ist ein gekröpfter Hebel
18 befestigt, dessen beide Arme mit 20 und 21 bezeichnet sind. Am Arm 21
ist gelenkig eine Stange 22 befestigt, die zur Steuervorrichtung, eines üblichen
automatischen Getriebes gefühit ist. Am Hebelarm 20 ist ein Gleitstilck 24 befestigt,
das auf einem Gestängeteil 25 verschiebbar ist. An dem Gestängeteil 25 ist
ein Anschlag 26 verstellbar befestigt, der, wenn er bei der Betätigung des
Gestänges 25 am Gleitstück 24 anliegt, dieses mitnimmt. Da das Gleitstück
mit der Drosselklappe 14 in Verbindung steht, beginnt diese sich zu öffnen, sobald
der Anschlag 26 das Gleitstück 24 mitnimmt.
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Bevor jedoch die Drosselklappe durch einen nach rechts erfolgenden
Hub des Gestänges 25 öffnet, ist der Zündzeitpunkt am Unterbrecherkontakt
33 vorverstellt worden. Die Vorverstellung des Zündzeitpunkts wird durch
gegen den Uhrzeigersinn erfolgende Verdrehung einer den Unterbrecherkontakt tragenden
Platte 32 gegenüber einer Nockenwelle in üblicher Weise herbeigeführt. Die
übertragung der Bewegung vom Gestänge 25 auf die Platte 32 erfolgt
mit Hilfe eines Anschlags 27, der an einem an der Platte 32 festen
Gegenanschlag 31 anliegt. An der Platte 32 greift eine Feder 40 an,
die die Platte gegen den Uhrzeigersinn, d. h. im Sinne einer Vorverleguno,
des Zündpunktes zu verdrehen sucht. Sobald der Gestängeteil 25 sich nach
rechts bewegt, folgt somit die Platte 32 mit einer gegen den Uhrzeigersinn
gerichteten Drehbewegung. Damit der Gestängeteil 25 nicht außer Eingriff
mit dem als Gleithülse31 ausgebildeten Gegenanschlag kommen
kann, ist ein
Sicherungssplint28 angeordnet. Der Splint 28 ist vorzugsweise an eine Stelle
vorgesehen, an der er die Zündpunktverstellung bei voll geöffneter Drosselklappe
nicht stört.
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Der Gestängeteil 25 ist im Gelenk 35 mit einem weiteren
Gestängeteil 34 verbunden. Das (in der Zeichnung rechts befindliche) Ende der Stange
34 ist gelenkig an einem Arm 36 befestigt. Der Arm gehört zu einem Winkelhebel,
dessen anderer Arm mit 37 bezeichnet ist. Der Winkelhebel ist auf einer Welle,
38 schwenkbar gelagert. Ein Fußpedal 41 ist im Gelenk 42 schwenkbar am Fahrzeugboden
43 gelagert. Der mit dem Pedal 41 fest verbundene Hebel 44 ist gelenkig an das angrenzende
Ende des Gestängeteils 39 angeschlossen. Der Gestängeteil 39
wiederum
ist an seinem gegenüberliegenden Ende am Gestängeteil 37 angelenkt. Wenn
sich das Fußpedal bei der beschriebenen Vorrichtung in Ausgangsstellung befindet,
wie dies die F i g. 1 und 2 zeigen, wird der Zündpunkt durch Drehung der
Platte 32 im Uhrzeigersinn um etwa 5 bis 101 vor den oberen
Totpunkt verzögert. Sobald das Fußpedal niedergetreten wird, wird zunächst der Zündpunkt
auf die normale Stellung von 8 bis 120 vor der oberen Totpunktlage verstellt,
und erst dann beginnt sich das Vergaserdrosselventil zu öffnen, wenn das Pedal weiter
niedergetreten wird, Der Zündzeitpunkt wird darüber hinaus jedesmal dann verzögert,
wenn bei Verringerung der Drehzahl oder bei Leerlauf das Fußpedal in seine Ausgangsstellung
zurückgeht.
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Die bei Leerlauf wirksame Luftansaug t3 gleitung und die Brennstoffleerlaufdüse
sind so eingestellt, daß die Maschine im Leerlauf etwa 1000 bis 1200 U/min
bei normaler Zündpunkteinstellung macht, daß sich ihre Leerlaufdrehzahl jedoch auf
etwa 450 U/min verringert, wenn der Zündpunkt in der beschriebenen Weise dichter
an den oberen Totpunkt herangelegt wird.
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Bei Leerlauf unter diesen Verhältnissen findet eine bessere, vollständigere
Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches statt, und der Ansauguuterdruck ist
g ringer als bei normaler Zündpunkteinstellung wie ge Z>j sie sonst bei Leerlaufbetrieb
gewählt wird. Zur Beeinflussung der Zündpunkteinstellung während des normalen Betriebes
kann ein Unterdruckregler50 verwendet werden. Es ergibt sich da-,in für das Betriebsverhalten
der
Maschine eine etwa dem Diagramm in F i g. 3 entsprechende Kurve.
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Bei der Einstellung des übermäßig verzögerten Zündzeitpunkts beim
Leerlauf ist es jedoch erforderlich, daß der Unterdruckregler50 wirkungslos ist.
Zu diesem Zweck ist gemäß F i g. 1 bei 51 zwischen dem Regler50 und
der verdrehbaren Platte 32 des Unterbrechers eine Totgangverbindung vorgesehen,
die aus einem Schlitz in der Platte32 besteht, in die ein vom Regler 50 kommender
Gestängeteil eingreift.
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Damit die Platte 32 bei Leerlaufstellung, d. h. bei
Ruhestellung des Pedals 41, im Uhrzeigersinn gegen die Kraft der Feder 40 verdreht
wird, ist eine Feder 52 vorgesehen, die am Arm 36 des Winkelhebels
einerseits und einem rahmenfesten Punkt andererseits angeordnet ist und welche stärker
als die Feder 40 ist.
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Damit die Drosselklappe 14, welche mit dem vom Fußpedal 41 kommenden
Gestänge 25 nur über eine Schleppverbindung bei 24 verbunden ist, stets bei
Nichtbetätigung des Pedals 41 in geschlossene Stellung geht, ist eine Feder
53 vorgesehen, die am Gestängeteil 20 angreift.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:
Es wird davon ausgegangen, daß sich die Drosselklappe in Schließstellung befindet
und daß der Zündzeitpunkt für normalen Leerlauf eingestellt ist. Wenn nunmehr der
Zündzeitpunkt auf 5 bis 101,
d. h. näher als normal an den oberen
Totpunkt, verstellt wird, läuft die Maschine nur noch mit etwa einem Drittel der
erhöhten Leerlaufdrehzahl. Wenn sodann das Fußpedal niedergetreten wird, findet
zuerst eine Vorverlegung des Zündpunktes statt, wobei sich die Drehzahl der Maschine
erhöht, bis sie die Leerlaufdrehzahl von etwa 1200 U/min hat. Erst dann beginnt
sich die Drosselklappe zu öffnen. Im Bereich zwischen der niedrigsten Leerlaufdrehzahl
und der erhöhten Leerlaufdrehzahl wird die jeweilige Drehzahl durch die augenblickliche
Einstellung des Zündpunkts bestimmt.