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Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit
einer stromauf einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe im Ausgangskanal angeordneten,
exzentrisch gelagerten Vordrosselklappe, die mit einem von der Temperatur der Brennkraftmaschine
beeinflußten, thermostatischen Glied verbunden ist und über einen mit der Vordrosselklappenwelle
verbundenen Hebel und über ein in einen Langlochschlitz in diesem Hebel eingreifendes
Gestänge mit einem auf den Druck im Ansaugkanal stromab der willkürlich betätigbaren
Drosselklappe ansprechenderi pneumatischen Stellmotor verbunden ist.
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Der Zweck einer so gesteuerten Vordrosselklappe ist es, automatisch
die Luftströmung durch den Vergaser hindurch zu drosseln und auf diese Weise einen
überschuß an Kraftstoff zur Verfügung zu stellen, um während des Andrehens Anlaßkraftstoff
zur Verfügung zu haben und um ein fettes Gemisch nach dem Andrehen des Motors zu
erzeugen, damit die Brennkraftmaschine während des Warmlaufens läuft, und um ein
Gemisch durch eine Öffnung der Vordrosselklappe zu schaffen, welches ermöglicht,
daß Leistung von der Brennkraftmaschine während des Warmlaufens abgenommen werden
kann. Die meisten thermostatischen Glieder weisen eine Thermostatenfeder auf, die
die Vordrosselklappe in eine geschlossene Stellung drückt, wenn der Motor stillgesetzt
ist und die Temperatur, die von der Thermostatenfeder abgefühlt wird, etwa bei 21'
C oder darunter liegt. Die Vorspannung, die von der Thermostatenfeder ausgeübt
wird, wenn die Vordrosselklappe geschlossen ist, steigt an, wenn die abgefühlte
Temperatur abnimmt. Je mehr Vorspannung durch die Thermostatenfeder auf die Vordrosselklappe
ausgeübt wird, um so reicher ist das dem Motor zugeführte Gemisch. Bei Temperaturen
unterhalb von etwa 21' C muß eine derartige Thermostatenfeder eine ausreichende
Vorspannung auf die Vordrosselklappe ausüben, wenn die Brennkraftmaschine angedreht
wird, um ein ausreichend fettes Gemisch zur Verfügung zu stellen. Nachdem die Brennkraftmaschine
angedreht ist, muß sich die Vordrosselklappe gegen die Vorspannungskraft der Thermostatenfeder
etwas öffnen und muß sich fortschreitend öffnen, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine
zunimmt. Die anfängliche Öffnung der Starterklappe, nachdem der Motor angedreht
ist, wird durch einen pneumatischen Stellmotor bewirkt, der mit der Vordrosselklappe
verbunden ist und der auf den Betrieb der Brennkraftmaschine anspricht, um die Starterklappe
bis zu einem gewissen Maß zu öffnen. Wenn die Vordrosselklappe geöffnet wird, um
Leistung vom Motor abzunehmen, nimmt die Vordrosselklappe, die exentrisch gelagert
ist, eine Stellung ein, welche einer Abgleichstellung zwischen den Saugkräften,
die einwirken, um die Vordrosselklappe zu öffnen, Lind den Vorspannungskräften der
Thermostatfeder entspricht.
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Da ein Ansteigen der vom thermostatischen Glied erzeugten Vorspannung
durch eine Abnahme der Temperatur, ein Ansteigen der Drosselwirkung der Vordrosselklappe
hervorruft, durch die das Gemisch reicher wird, ist es leicht vorhersehbar, daß
ein thermostatisches Glied mit einer Vorspannungskraft, welche die richtige Drosselung
beim Andrehen erzeugt, nicht die Anforderungen erfüllt, die an das nachfolgende
Drosseln gestellt werden, wenn der Motor unter Belastung läuft.
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Eine Kalibrierung einer gesteuerten Vordrosselklappe für einen Vergaser,
die derart ist, daß alle Anforderungen erfüllt werden, erfordert eine umfan,a.Sreiche
Prüfung zahlreicher Kombinationen von Vordrosselklappen-Steuerelementen, um eine
Kombination zu finden, die einen guten Spielraum von Betriebstoleranzen für Betriebsbedingungen
in den verschiedenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine ermöglicht. Oftmals
stehen die Anforderungen der Brennkraftmaschine in verschiedenen Betriebsbereichen
im Widerspruch zueinander, so daß die beste Kombination lediglich in einem Betriebsbereich
vor oder nach dem Andrehen der Brennkraftmaschine Grenzleistungen zuläßt. Ein Beispiel
dafür würde eine Situation sein, in der es zur Erzielung guten Andrehens in einem
Betriebsbereich für die Brennkraftmaschine erforderlich ist, eine Therinostatenfeder
mit einer bestimmten minimalen Federkraft auszuwählen, wobei die ausgewählte Feder
in einem anderen Temperaturbereich, der einem anderen Betriebszustand der Brennkraftmaschine
entspricht, eine Federkraft hat, die dazu führt, daß die Leistung einen Grenzwert
annimmt oder so gering ist, daß sie CD
unzulässig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser zu schaffen,
der eine entsprechende Kompensation ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Gestän-e mit dem
Stell. ied des Stellmotors über eine elastische Verbindung zusammenwirkt.
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In vorteilhafter Weise ist es hierdurch möglich, daß beim Andrehen
bei sehr tiefen Temperaturen trotz des Ansprechensides pneumatischen Stellgliedes
die Drosselklappe nur sehr geringfügig geöffnet wird, so daß weiterhin ein fettes
Gemisch, welches diesen tiefen Temperaturen an- aßt ist, der Brennkraft-Cep maschine
zuaeführt werden kann.
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Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die schematisch
ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert werden.
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Das Mischrohr 14 ist mit einem nicht dargestellten Ansaugstutzen der
Brennkraftmaschine verbunden. In diesem Mischrohr ist stromab von der Haupt-Brennstoffdüse
14a an einer Welle 20 die Hauptdrosselklappe 22 gelagert. Stromauf von der Hauptbrennstoffdüse
14 a ist an einer Welle 17 die Vordrosselklappe 27 exzentrisch gelagert.
Die Stellung C
der exentrisch . gelagerten Vordrosselklappe27 wird
durch die Betätjaung eines Hebels 28 gesteuert.
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C C Wenn sich die Drosselklappe 27 in der Nähe ihrer
Schließstellung befindet, so erzeugt sie einen Drosseleffekt stromab von der Drosselklappe,
und es wird Brennstoff aus der Hauptbrennstoffdüse 14 a herausgezogen, wodurch
das Gemisch. welches der Brennkraftmaschine zugeführt wird, angereichert wird. Die
Anreicherung hängt von der Steuerung der Vordrosselklappe ab.
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Am Ende der Welle 17 ist ein Hebel 28 angeordnet, der
einen Arm 34 aufweist. Dieser Hebel 28
weist einen Sektoransatz
32 auf, in dem ein Langlochschlitz 35 angeordnet ist. In diesem Langlochschlitz
greift das umgebogene Ende eines Gestänges 36 ein. Wenn die Vordrosselklappe
27 vollständig geschlossen ist und wenn die Brennkraftmaschine stillsteht,
liegt das Ende des Gestänges 36 gegen das C C rechte Ende des Schlitzes
35 an. Der Schlitz 35 ist so lang daß die Vordrosselklappe
27 in die weit geöffnete Stelluna bewegt werden kann, ohne daß das C um-ebo-enen
Ende des Gestänges 36 gegen das linke C im C C
Ende
des Schlitzes 35 derart anstößt, daß dadurch eine weitere Verschwenkung der
Welle 17 verhindert wird.
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Das andere Ende des Gestänges 36 ist schwenkbar mit einem Kolben
38 eines pneumatischen Stellmotors 40 befestigt. Ein Anschlußnippel 43 des
Stellmotors 40 ist über eine Leitung 44 mit einer Stelle in der Gemischleitung verbunden,
die stromab von der Drosselklappe 22 liegt, so daß, wenn die Brennkraftmaschine
in Betrieb ist, der Ansau-druck, der hinter dieser Drosselklappe 22 herrscht, auf
den pneumatischen Stellmotor 40 übertragen wird, um den Kolben 38 und die
Vordrosselklappe 27 zu betätigen.
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Das von der Temperatur der Brennkraftmaschine beeinflußte thermostatische
Glied ist über ein Gestänge 50 mit dem Hebelarm 34 drehbar verbunden. Das
therrnostatische Glied weist einen Träger 59 auf, der U-förmig ausgebildet
ist, wobei die Schenkel dieses U-förmigen Trägers 59 an einem Zapfen
60
drehbar gelagert sind. Am Stegteil des U-förmigen Trägers 59 weisen
die Schenkel öffnungen auf, um das umgebogene Ende 51 des Gestänges
50 aufnehmen zu können. Eine Thermostatenspiralfeder 65 ist zwischen
den Schenkeln des Trägers 59 angeordnet. Das innere Ende der Feder wird in
einem Schlitz im Zapfen 60 gehalten, und das äußere Ende 65' der Feder
ist in das umgebogene Ende 51 des Gestänges 50 eingehängt. Der Aufbau
ist derart, daß bei Temperaturen von etwa 21' C oder darunter der Arm 34
in einer Richtung beaufschlagt wird, in der die Vordrosselklappe 27 geschlossen
wird.
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Der pneumatische Stellmotor 40 weist einen Gehäuseabschnitt
70 und einen Gehäuseabschnitt 69 auf. Innerhalb des Gehäuseabschnittes
70 ist ein Federsitz für eine Feder 73 angeordnet. Der Nippel
43 ist in einer öffnun befestigt, die vom Federsitz umge-9 C
ben wird. Zwischen
dem Gehäuseabschnitt 70 und dem Abschnitt 69 ist eine flexible Membran
76 eingespannt. Zu beiden Seiten der Membran 76 sind Versteifungsplatten
79 und 80 angeordnet. Die Feder 73 liegt gegen die Versteifungsplatte
80 an.
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Ein Federgehäuse 88 ist konzentrisch gegenüber den Versteifungsplatten
79 angeordnet, und dieses Federgehäuse 88 ist mit der Versteifungsplatte
79
vernietet. Am von der Membran entfernten Ende des Gehäuses 88 ist
ein Federsitz vorgesehen, und ferner weist dieses Federaehäuse eine Anschlaschulter
94 auf. Ein Ende des Kolbens 38 ist innerhalb des Federgehäuses
88 hin und her beweglich gelagert. Dieses Ende weist einen Kopf
95 auf. Gegen diesen Kopf liegt eine Feder 96 an. Das andere Ende
der Feder 96 stützt sich am Federgehäuse 88 ab.
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Der Widerstand der Thermostatenfeder 65 gegen Bewegungen der
Vordrosselklappe verändert sich umgekehrt zur Temperatur. Wenn die Brennkraftmaschine
in einem Bereich tiefer Temperaturen, beispielsweise bei etwa - 17' C oder
darunter, angedreht wird, liegt der Widerstand der Feder 65 gegen eine öffnung
der Vordrosselklappe nahe beim Maximalwert. Hierbei liegt die Temperatur der Brennkraftmaschine
weit unterhalb der normalen Betriebstemperatur und deshalb ist ein sehr fettes Gemisch
erforderlich, um die Brennkraftmaschine anzudrehen und in Betrieb zu halten. Demgemäß
muß die Feder 65 derart gewählt werden, daß sie in diesem Temperaturbereich
eine Kraft ausübt, die ausreicht, um die Vordrosselklappe gegen die Saugwirkung
der Brennkraftmaschine bei der Andrehzahl geschlossen zu halten, um eine Brennstoffströmung
für ein Anlaßgemisch zu erzeugen. In einigen Fällen besteht ein Anlaßgemisch aus
gleichen Gewichtsteilen Luft und Kraftstoff, und dieses Gemisch kann zu fett sein,
um eine Brennkraftmaschine in Betrieb zu halten. Nachdem die Brennkraftmaschine
ihre Betriebsdrehzahl erreicht hat, ist weniger Kraftstoff erforderlich und demzufolge
eine geringere Sogeinwirkung auf die Brennstoffdüsen. Diese Änderung wird durch
den Stellmotor 40 bewirkt, der die Vordrosselklappe gegen die Schließvorspannung
der Thermostatenfeder 65 öffnet. Bei den Andrehdrehzahlen ist der Stellmotor
40 nicht in Betrieb, da der Unterdruck im Ansaugstutzen unterhalb der Drosseln 21
nicht ausreichend ist. Wenn die Brennkraftmaschine gezündet hat und zu laufen beginnt,
setzt die Vergrößerung des Unterdruckes im Ansaugstutzen den Stellmotor 40 in Betrieb,
um über die Gestänge38 und 36 und den Hebel 28 die Vordrosselklappe
27 gegen die Vorspannung der Thermostatenfeder 65 teilweise zu öffnen.
Die Membran 76 des Stellmotors 40 weist eine große Wirkoberfläche auf, und
wenn die Brennkraftmaschine mit der Betriebsdrehzahl läuft, wird eine entsprechende
Kraft entwickelt, um die Vordrosselklappe 27 gegen die Vorspannung der Thermostatenfeder
65 zu öffnen.
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Die erforderliche öffnung der Vordrosselklappe ist bei niedrigen Temperaturen,
die nahebei etwa - 170 C
liegen, nicht groß, und demzufolge wird für die Feder
96 eine derartige Federkonstante und Vorbelastung gewählt, daß deren Widerstand
kleiner ist als der der Thermostatenfeder 65 bei diesen Temperaturen. Die
Feder 96 gibt dann während des Anfangsbetätigungshubes des Stellmotors 40
nach. Dadurch wird die Schulter 94 von der Membran 76 gegen den Kolbenkopf
95 gezogen, und der Kolben 38 bewegt sich lediglich über den Endteil
des Betätigungshubes. Die Vordrosselklappe wird wenigstens in eine minimale Öffnungsstellung
bewegt, wodurch das Gemisch gegenüber dem, welches bei der Anlaßdrehzahl zugeführt
wurde, ausreichend verarint wird, um die Brennkraftmaschine bei tiefen Temperaturen
in Betrieb zu halten.
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Wenn der Fahrer anfahren will, wird manuell die Drosselklappe 22 geöffnet.
Durch die Einwirkung der Luftströmung auf die exzentrisch gelagerte Vordrosselklappe
27 wird diese gegen die Vorspannung der Feder 65 weiter geöffnet.
Dabei gleitet das Ende der Stange 36 im Schlitz 35 des Hebelarmes
32. Durch die öffnune, der Drosselklappen fällt der Unterdruck im Anschlußstutzen
bis zu einem Wert ab, bei dem dieser Unterdruck nicht ausreicht, um die Membran
76 in Anlage gegen die Gehäuseschulter 72 des Gehäuseabschnittes
70 zu halten, so daß sich der Kolben 38 nach links bewegt, und das
linke Ende des Gestänges 36 gleitet weiter im Schlitz 35. Unter diesen
Bedingungen verändert das Stellglied 40 die Stellung der Vordrosselklappe27 nicht,
die durch den Luftdruck eingestellt ist, der auf die Klappe27 einwirkt und der der
Vorspannung der Feder 65 entgegenwirkt.
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Wenn während des Anfahrens bei noch kalter Brennkraftmaschine die
Drosselklappe22 plötzlich weit geöffnet wird, fällt im Anschlußstutzen der Unterdruck
etwa auf den atmosphärischen Druck ab, und der Stellmotor 40 ist nicht mehr in Betrieb.
Die Federn 73 und 96 dehnen sich aus und bewegen den Kolben
38 nach links. Wie oben beschrieben, bestimmen
wieder die
Strömung der Luft in den Motor hinein, die an der exzentrisch gelagerten Vordrosselklappe
27 vorbeifließt, sowie die Vorspannung der Feder 65 die Stellung der Vordrosselklappe
27. Das Ende des Gestänges 36 gleitet in dem Schlitz 35, wenn
die Vordrosselklappe 27 geöffnet wird, und der Stellmotor 40 wirkt dieser
öffnung der Klappe bei hohen Drehzahlen nicht entgegen.
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Wenn sich jedoch die Brennkraftmaschine erwärmt, wird die Thermostatenfeder
65 erwärmt, so daß sich die Feder 65 entspannt und im Uhrzeigersinn
dreht, wodurch die Verbindungsstange 50 nach unten bewegt wird. Die Vorspannung
der Feder 65 gegen die öffnung der Vordrosselklappe 27 wird herabgesetzt,
und die Vorspannung der Feder 65 nähert sich dem Vorspannungswert der Feder
96.
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Wenn sich die Temperatur der Thermostatenfeder 65 an diejenige
nähert, bei der die Vorspannung der Federn 65 und 96 gleich ist, besteht
die Neigung, daß die Feder 96 die Vordrosselklappe 27 gegen eine schwächere
Vorspannung der Feder 65 öffnet, und die Feder 96 kann den Kopf
95 des Kolbens 38 von der Schulter 94 des Gehäuses 88 abheben.
Der Kolbenkopf 95 wird eine mittlere Lage zwischen der Schulter 94 und der
Platte 79 einnehmen, wenn sich die Brennkraftmaschine von etwa
- 17 auf etwa +21' C erwärmt hat. Diese Einstellung der Feder
96 und des Kopfes 95 gegen die Vorspannung der Thermostatenfeder
65 öffnet dann die Vordrosselklappe 27 während des Andrehens mehr,
als wenn die Feder 65 eine Temperatur von etwa - 17' C abfühlt. Die
erhöhte öffnung der Vordrosselklappe 27
führt zu einer Verarmung des reichen
Gemisches, welches beim Andrehen unter sehr kalten Bedingungen erforderlich ist,
und dadurch wird ein besseres Kraftstoff-Luft-Gemisch zum Anlassen und zum Laufen
der Brennkraftmaschine bei mittleren Temperaturen erzeugt.
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Wenn sich die Brennkraftmaschine noch mehr erwärmt und Temperaturen
erreicht, die bei etwa 21' C liegen, so fühlt die Feder 65 diese Temperatur
der Brennkraftmaschine ab und entspannt sich bis zu einem Punkt, bei welchem die
Vorspannung der Feder gegen die öffnung der Vordrosselklappe 27
geringer ist
als die Vorspannung der Feder 96.
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Wenn die Brennkraftmaschine angelassen ist und läuft oder wenn die
Brennkraftmaschine bei tiefen Temperaturen angelassen wurde und nunmehr bis zu diesen
Temperaturen sich erwärmt hat, ist die Feder 96 gegen die Vorspannung der
Feder 65 voll ausgefahren, und der Kopf 95 des Kolbens 38 ist
gegen die benachbarte Oberfläche der Platte 79 gedrückt. Die Vordrosselklappe
27 ist vom Stellmotor 40 weit geöffnet, wenn die Brennkraftmaschine angelassen
ist. Unter diesen Bedingungen kann die Brennkraftmaschine im Leerlauf laufen, wobei
eine maximale Luftströmung an der Vordrosselklappe vorbeiströmt, wie sie durch die
Vorspannung der Feder 65
allein bestimmt wird. Bei diesen höheren Temperaturen
wird eine größere Luftmenge dem Motor während des Leerlaufes zugeführt, als sie
bei Zwischentemperaturen erforderlich ist und als sie bei extrem niedrigen Temperaturen
erforderlich ist.
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Der Stellmotor 40 ermöglicht eine Kompensationswirkung, die auf die
Vordrosselklappe 27 des Vergasers ausgeübt wird, und dies führt zu einer
Veränderung des öffnungsgrades der Vordrosselklappe durch den Stellmotor 40, und
zwar in Abhängigkeit von der Temperatur, die von der Thermostatenfeder
65 abgetastet wird. Die Stärke der Feder 96 ist derart gewählt, daß
diese geringer ist als die der Thermostatenfeder 65 bei extrem niedrigen
Temperaturen und größer ist als die der Feder 65 bei Temperaturen im Bereich
von etwa 21" C.