DE1526650C - Vergaser für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem Vordrosselorgan stromauf einer willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe im Ansaugkanal, bei dem das Vordrosselorgan mit einer den Brennstoffausfluß aus einer im Drosselquerschnitt des Vordrosselorgans mündenden Brennstoffhauptdüse in Abhängigkeit des Ansaugluftstromes steuernden Düsennadel zusammenwirkt, und einem Leer- und Teillastbrennstoffsystem, das im Bereich der willkürlich betätigbaren Drosselklappe über mindestens eine stromab dieser Drosselklappe liegende Austrittsöffnung in den Ansaugkanal ausmündet und über einen Kanal mit dem stromauf der Drosselklappe liegenden Mischraum über eine Ventilsteuerung, die im Ruhezustand diesen Kanal infolge der Wirkung einer Regelfeder absperrt, in Abhängigkeit des stromab der Drosselklappe herrschenden Druckes verbindbar ist, wobei sämtliche Brennstoffsysteme aus einer Schwimmerkammer mit Brennstoff versorgt werden.

Es ist bekannt, brennstoffreichere Startgemische bei Vergasern mit festen Lufttrichtern durch Verwendung einer Starterklappe zu erzeugen, die beim Anlassen des kalten Motors ganz oder teilweise geschlossen ist und über eine Erhöhung des Unterdrucks an der Brennstoffhauptdüse zu einem mehr oder minder angereicherten Startgemisch führt.

Der aus der USA.-Patentschrift 2 421733 bekannte Vergaser mit Starterklappe besitzt eine geteilte Starterklappe, die über je ein Gestänge von einer Bimetallfeder einerseits und einem Unterdruckkolben andererseits betätigt wird. Der Unterdruckkolben ist mit einem Kegelventil verbunden, dessen Sitz im Zylinder am Ende einer zum Ansaugkanal führenden Unterdruckleitung sitzt. Auf diese Weise ist es möglich, die Stellung der Starterklappe einerseits in Abhängigkeit von der Auspufftemperatur und andererseits in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugkanal zu verändern. Beim Kaltstart befindet sich der Unterdruckkolben bei geöffnetem Kegelventil in seiner oberen Stellung, während die Starterklappe geschlossen ist. Dadurch wird der gesamte Druck im Ansaugkanal an den Brennstoffdüsen wirksam, so daß dem Motor ein entsprechend reiches Startgemisch zugeführt wird.

Beim Übergang zum Selbstlauf des Motors wird der Unterdruckkolben betätigt und demzufolge die Drosselklappe bzw. deren unabhängig bewegbarer Teil geöffnet, so daß der Vergaser ebenso arbeitet wie ein Vergaser mit veränderlichem Lufttrichterquerschnitt und dem Motor ein entsprechend abgemagertes Gemisch zugeführt wird. Dementsprechend wird bei dem bekannten Vergaser die Zusammensetzung des den Zylindern zugeführten Gemisches durch die Stellung der Starterklappe bestimmt, wobei der Unterdruckkolben lediglich die Stellung der Starterklappe verändert, nicht aber den Querschnitt der Brennstoffdüsen. Die Gemischanreicherung ist bei dem bekannten Vergaser vom Vorhandensein und der Stellung der Starterklappe abhängig.

Die Verwendung einer Starterklappe bei Vergasern mit veränderlichem Lufttrichter und konstantem Unterdruck an der Brennstoffdüse ist wegen des dafür erforderlichen mechanischen Aufwandes nicht tragbar.

Bei den bekannten Startvergasern wird beim Kaltstart zusätzlicher Kraftstoff in den Ansaugkanal eingeführt. Das kann durch ein Absenken der Brennstoffdüse bzw. die damit verbundene Verzögerung des freien Querschnittes der Düse erfolgen. Eine Vergrößerung des Austrittsquerschnitts der Brennstoffdüse läßt sich auch durch Anheben des Steuerkolbens bei gleichzeitigem Verschließen des Luftspaltes am Steuerkolben erreichen. Zum Verschließen des Luftspaltes wird dabei eine verschwenkbare Welle benutzt.

Obgleich sich die Brennstoffanreicherung des

Startgemischs in der vorerwähnten Weise an sich bewährt hat, ist der Grad der Anreicherung doch verhältnismäßig gering, da die bekannten Vergaser aus baulichen Gründen die erforderliche starke Vergrößerung des Brennstoffdüsenquerschnitts nicht zulassen. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß an der Brennstoffdüse nur derjenige Unterdruck wirksam ist, der sich aus dem Gewicht des Steuerkolbens und der ihn belastenden Druckfeder ergibt. Da sowohl die Federkraft als auch das Gewicht des Steuerkolbens auf Warm- bzw. Normallauf abgestellt sind, ist deren Änderung in dem für den Kaltstart erforderlichen Maße nicht möglich.

Um eine von der Brennstoffdüse unabhängige Anreicherung des Startgemisches zu ermöglichen, hat man zwischen Schwimmerkammer und Ansaugkanal auch bereits einen besonderen Startvergaser angeordnet, dessen Austrittsöffnung im Bereich der Mischkammer, d. h. zwischen Drosselklappe und Steuerkolben liegt. Mit dieser Kaltstartvorrichtung läßt sich eine von der Hauptdüse unabhängige Anreicherung des Kaltstartgemisches erreichen. Dabei besteht keine Gefahr der Überfettung infolge des starken Unterdruckanstiegs im Ansaugkanal beim Warmlauf, da die Drosselklappe zwischen der Austrittsöffnung und dem Motor liegt und somit der an der Austrittsöffnung wirksame Unterdruck bei allen Lastbereichen nahezu konstant bleibt. Demzufolge bleibt auch der Anreicherungsgrad des Brennstoffgemischs im wesentlichen konstant.

Bei Startvergasern, deren Austrittsöffnung jedoch hinter der Drosselklappe liegt, kommt der volle Unterdruckanstieg nach dem Selbstlauf des Motors an der Austrittsöffnung voll zur Wirkung. Mit zunehmender Belastung verringert sich der im Ansaugkanal an der Austrittsöffnung des Startvergasers wirksame Unterdruck und damit die von diesem gelieferte zusätzliche Brennstoffmenge zwangläufig. Die damit verbundene Abmagerung des Brennstoffgemischs während des Wannlaufs ist jedoch von außerordentlichem Nachteil.

Der eingangs erwähnte Vergaser, von dem die Erfindung ausgeht, ist aus der USA.-Patentschrift 2 098 202 bekannt und besitzt eine sogenannte By-pass-Bohrung, deren Mündungen beiderseits der willkürlich betätigbaren Drosselklappe liegen und die den Ansaugkanal mit der Mischkammer verbindet. Die By-pass-Bohrung wird über einen Thermostaten in Abhängigkeit von der Auspufftemperatur einerseits sowie über einen als Platte ausgebildeten Ventilkörper in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugkanal geöffnet und verschlossen. Eine Feder sorgt dafür, daß der Ventilkörper beim Kaltstart eine Zufuhr von Luft durch die By-pass-Bohrung in den stromab der Drosselklappe liegenden Ansaugkanal verhindert. Damit wird bei der bekannten Einrichtung im Teillastbetrieb die Brennstoffmenge über das Leerlaufsystem eingeführt, da bei großem Unterdruck an der Leerlaufaustrittsöffnung, der ein Abheben des Ventilkörpers von seinem Sitz zur Folge hat, über die By-pass-Bohrung äußerstenfalls Emulgierluft angesaugt werden kann, indessen nie ein Brennstofffluß über diese in den Ansaugkanal ausmündende Öffnung möglich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Gemischbildung bei einem Vergaser gemäß der USA.-Patentschrift 2 098 202 im Übergangsbereich vom Leerlauf- zum Teillastbetrieb zu verbessern und gleichzeitig auch im Vollastbetrieb eine Brennstoff-Luftgemischströmung über die Teillastaustrittsöffnung im Ansaugkanal zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventilsteuerung einen mit der Regelfeder zusammenwirkenden Kolbenschieber als Ventilkörper aufweist, der im Leerlaufbetrieb durch die Regelfelder in einer einen Brennstofffluß zur Teillastaustrittsöffnung unterbrechenden Lage gehalten ist und

ίο im Teil- und Vollastbetrieb gegen die Federkraft durch den über die Leerlaufaustrittsöffnung auf den Kolbenschieber wirkenden Unterdruck in eine den Brennstofffluß zur Teillastaustrittsöffnung freigebende und zur Leerlaufaustrittsöffnung unterbrechende Lage bewegt wird.

Durch die Ausbildung des Ventilkörpers als Kolbenschieber wird wechselweise in Abhängigkeit des stromab der Drosselklappe im Ansaugkanal herrschenden Druckes entweder der stromauf dieser Drosseiklappe mündende Teillastkanal oder der stromab der Drosselklappe liegende Leerlaufkanal von der Brennstoffversorgung abgesperrt. Hierdurch wird erreicht, daß im Teillastbetrieb die Brennstoffmenge tatsächlich über die Teillastaustrittsöffnung in den Ansaugluftstrom eingeführt wird.

Zur speziellen Abstimmung der Leerlaufaustrittsöffnung und bei der Teillastaustrittsöffnung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sowohl in der Zuleitung zur Teillast- als auch in der Zuleitung zur Leerlaufaustrittsöffnung je eine kalibrierte Drosselstelle eingebaut. Um die Brennstoffanreicherung auch der Warmlaufperiode anpassen zu können, besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß im Leerlauf- und Teillastbrennstoff sy stem der Ventilsteuerung ein von einem Bimetallthermostaten gegen die Kraft einer Rückstellfeder gesteuerter Starterkolben vorgesehen ist, der drei radiale, durch eine Axialbohrung miteinander verbundene Steueröffnungen aufweist, von denen zwei in die Schwimmerkammer und eine in die Zuführung zur Ventilsteuerung einmünden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Vergaser mit dem erfindungsgemäßen Leerlauf- und Teillastbrennstoffsystem während des Leerlaufs und

F i g. 2 einen Teil des in F i g. 1 dargestellten Vergasers am Ende des Leerlaufs bzw. während des Teil- oder Vollastbetriebs.

Der Vergaser besteht im wesentlichen aus einer Schwimmerkammer 3 mit einem Schwimmer 4 und einem Schwimmernadelventil 5, einer Brennstoffhauptdüse 6, einem Ansaugkanal 7 und einer Drosselklappe 8. Die Drosselklappe 8 ist auf der Drosselklappenwelle 9 drehbar gelagert und liegt mit ihrer Stellschraube 11 an einer Stufenscheibe 12 an. Die in die Brennstoffhauptdüse 6 hineinragende Düsennadel 13 ist an einem als Steuerkolben 14 ausgebildeten Vordrosselorgan befestigt, der unter dem Druck einer Feder 15 steht.

Das Leer- und Teillastbrennstoffsystem besteht aus einem Hauptkanal 16, der sich in die beiden Brennstoffkanäle 17 und 18 gabelt. Die Kanäle 17,18 münden in einen zum Ansaugkanal 7 parallelen Zylinder 19 ein und über die Leerlaufaustrittsöffnung 21 stromab der Drosselklappe 8 bzw. über die Teillastaustrittsöffnung 22 stromauf der Drosselklappe 8, d. h.

in den zwischen Brennstoffdüse 6 und der Drosselklappe 8 liegenden Mischraum, in dem Brennstoffkanal 17 befindet sich vor dem Zylinder 19 eine Drosselstelle 10, während zwischen dem Zylinder 19 und der Teillastaustrittsöffnung 22 des Brennstoffkanals 18 eine Drosselstelle 30 liegt. Im Zylinder 19 ist ein Kolbenschieber 23 gegen den Druck einer Regelfeder

24 axial verschiebbar, der eine umlaufende Ringnut

25 besitzt. An der Stirnseite im Bereich des Brennstoffkanals 17 ist der Zylinder 19 mit einem Dichtungsring 20 versehen.

Der Hauptkanal 16 mündet in einen Zylinder 26, in dem ein von einer Rückstellfeder 27 belasteter Starterkolben 28 verschiebbar gelagert ist. Der Starterkolben 28 besitzt eine zentrale Bohrung 29, die beispielsweise zwei in die Schwimmerkammer 3 mündende Steueröffnungen 31 und 32 mit einer in den Hauptkanal 16 einmündenden Steueröffnung 33 verbindet. An Stelle zweier Steueröffnungen 31, 32 kann auch eine einzige, beispielsweise langgestreckte Steuerbohrung vorgesehen sein. Der Steuerkolben 28 besitzt außerdem an seinem in der Schwimmerkammer 3 liegenden Ende eine Ringdichtung 34, während sein anderes Ende an einem Bimetallthermostaten 35 anliegt, der seinerseits über eine Zugstange 36 mit der Stufenscheibe 12 verbunden ist.

Während des Kaltstarts, d. h. beim Anlassen des Motors mit dem elektrischen Anlasser, befindet sich der Kolbenschieber 23 in seiner linken Endstellung und der Starterkolben 28 in seiner unteren Endstellung (Fig. 1), so daß der Brennstoff infolge des an der Leerlaufaustrittsöffnung 21 wirksamen Unterdrucks im Ansaugkanal aus der Schwimmerkammer 3 über die beiden Steueröffnungen 31, 32, die Bohrung 29, die Steueröffnung 33, den Hauptkanal 16, den Brennstoffkanal 17 und den Zylinder 19 bei 21 in den Ansaugkanal 7 gelangt. Die Stufenscheibe 12 bestimmt dabei den freien Querschnitt an der Drosselklappe 8 bzw. die für den Kaltstart erforderliche Gemischmenge.

Sobald der Motor angesprungen ist, steigt infolge der höheren Motordrehzahl der Unterdruck im Ansaugkanal stark an, was zu einer übermäßigen Anreicherung des Brennstoffgemischs führen würde, wenn nicht gleichzeitig der Kolbenschieber 23 gegen die Regelfeder 24 bewegt und dabei allmählich den Brennstoffkanal 17 bzw. die Austrittsöffnung 21 verschließen würde. Sobald die Stirnseite des Kolbenschiebers 23 am Dichtungsring 20 anliegt, ist die ansaugkanalseitige Austrittsöffnung 21 völlig geschlossen, während die im Bereich des Mischraums liegende Austrittsöffnung 22 über die Ringnut 25 des Kolbenschiebers 23 mit dem zugehörigen Brennstoffkanal 18 in Verbindung steht (F i g. 2). Da in dem Mischraum, d. h. vor der Drosselklappe 8 ein im wesentlichen konstanter Unterdruck herrscht, gelangt über die Austrittsöffnung 22 unabhängig vom Unterdruck im Ansaugkanal eine konstante Brennstoffmenge in den Mischraum. Verringert sich nun bei niedriger Motordrehzahl infolge eines plötzlichen öffnens der Drosselklappe der Unterdruck im Ansaugkanal, dann wird der Kolbenschieber 23 von der Regelfeder 24 selbsttätig nach links in seine Ausgangsstellung (Fig. 1) zurückbewegt, wobei gleichzeitig die Austrittsöffnung 22 verschlossen und die Austrittsöffnung 21 freigegeben wird. Dadurch gelangt entsprechend der Kalibrierung der Drosselstelle 10 kurzzeitig wieder mehr Brennstoff aus dem Leerlauf- und Teillastbrennstoffsystem in den Ansaugkanal, so daß dem Motor in jedem Falle ein zündfähiges Brennstoffgemisch zugeführt wird.

Die Abstimmung der vom Leerlauf- und Teillastbrennstoffsystem in das Gemisch eingeführten Brennstoffmenge beim Übergang zum Warmlaufen bzw. während des Warmlaufs erfolgt mittels eines über eine Heizleitung an den Auspuff angeschlossenen Bimetallthermostaten 35, der mit zunehmender Wärme den unter dem Druck der Rückstellfeder 27 stehenden Starterkolben 28 freigibt, so daß sich dieser nach aufwärts bewegen kann. Die Aufwärtsbewegung des Starterkolbens 28 führt über ein Absperren der Steueröffnungen 32 und 31 in der oberen Endstellung schließlich zu einem völligen Abschalten des Leerlauf- und Teillastbrennstoffsystems.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem Vordrosselorgan stromauf einer willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe im Ansaugkanal, bei dem das Vordrosselorgan mit einer den Brennstoffausfluß aus einer im Drosselquerschnitt des Vordrosselorgans mündenden Brennstoffhauptdüse in Abhängigkeit des Ansaugluftstromes steuernden Düsennadel zusammenwirkt, und einem Leer- und Teillastbrennstoffsystem, das im Bereich der willkürlich betätigbaren Drosselklappe über mindestens eine stromab dieser Drosselklappe liegende Austrittsöffnung in den Ansaugkanal ausmündet und über einen Kanal mit dem stromauf der Drosselklappe liegenden Mischraum über eine Ventilsteuerung, die im Ruhezustand diesen Kanal infolge der Wirkung einer Regelfeder absperrt, in Abhängigkeit des stromab der Drosselklappe herrschenden Druckes verbindbar ist, wobei sämtliche Brennstoffsysteme aus einer Schwimmerkammer mit Brennstoff versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsteuerung einen mit der Regelfeder (24) zusammenwirkenden Kolbenschieber (23) als Ventilkörper aufweist, der im Leerlaufbetrieb durch die Regelfeder in einer einen Brennstofffluß zur Teillastaustrittsöffnung (22) unterbrechenden Lage gehalten ist und im Teil- und Volllastbetrieb gegen die Federkraft durch den über die Leerlaufaustrittsöffnung (21) auf den Kolbenschieber (23) wirkenden Unterdruck in eine den Brennstofffluß zur Teillastaustrittsöffnung (22) freigebende und zur Leerlaufaustrittsöffnung (21) unterbrechende Lage bewegt wird.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Zuleitung zur Teillast- (22) als auch in der Zuleitung zur Leerlaufaustrittsöffnung (21) je eine kalibrierte Drosselstelle (30) bzw. (10) eingebaut ist.

3. Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (23) eine der Teillastaustrittsöffnung (22) zugeordnete Ringnut (25) aufweist.

4. Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Leerlauf- und Teillastbrennstoffsystem der Ventilsteuerung ein von einem Bimetallthermostaten (35) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (27) gesteuerter Starterkolben (28) vorgesehen ist, der drei radiale, durch eine Axialbohrung (29) miteinander verbundene Steueröffnungen (31, 32, 33) aufweist, von denen zwei (31, 32) in die Schwimmerkammer (3) und eine (33) in die Zuführung zur Ventilsteuerung einmünden.