DE1526654A1 - Vergaser - Google Patents

Description

12.570

Patentanwälte

Dipi.-ing. Leinweber Dipi.-ing.Zimmermann

München 2_fRoswtol 7 «o

·. Tel. 261989 *

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AOI Industries, Incorporated in New York (USA)

Vergaser

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für eine Verbrennungskraftmasohine «

Verbrennungskraftmaschine^ insbesondere solche für Kraftfahrzeuge, erfordern, daß dem. Vergaser während des Beschleunigungsvorganges eine zusätzliche Brennstoffmenge zugeführt wird. Ein kalter Motor erfordert mehr Brennstoff während des Beschleunigungsvorganges, da der Brennstoff im kalten Motorzustand nur wenig verdampft und sich auf kalten Oberfläohenteilen niederschlägt ο Darüber hinaus, spielen im kalten Mo tor zustand Verteilungsprobleme innerhalb des Vergasers und der Verteilerleitung eine Rolle. Sobald äich der Motor erwärmt hat, benötigt er von der-'Beschleunigungspumpe weniger zusätzlichen Kraftstoff, da die Kraftstoffverdampfung bereits wirksam einsetzt und keine Eonden-

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sation des Kraftstoffes mehr stattfindet» Aus diesen Gründen aind die gebräuchlichen Vergaser, welche mit einer Beschleunigungspumpe versehen sind, meist so ausgebildet, daß diese Beschleunigungspumpe einen Kompromiß zwischen einer Konstruktion darstellt,

weiche eine große Fördermenge aufweist und somit den Bedingungen beim Kaltstart entspricht und einer Konstruktion, welche eine geringere Fördermenge aufweist und somit den bei normalen Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine vorliegenden Umständen entspricht«

Die Erfindung bezweckt nun, die Konstruktion so zu schaffen, daß die Beschleunigungspumpe des Vergasers ihre Fördermenge in Abhängigkeit von der Temperatur derart ändert, daß stets die optimale Kraftstoffmenge von der Pumpe dem Vergaser und somit dem Motor zugeführt wird.

Die Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, daß bei einem Vergaser der eingangs beschriebenen Art eine Entlastungsbohrung vorgesehen ist, welche aus dem Arbeitsraum der Beschleunigungspumpe wegführt und* in welcher ein thermostatisohes Ventil derart angeordnet ist, daß diese Entlastungsbohrung im kalten Zustand der Verbrennungskraftmaschine geschlossen und im warmen Zustand geöffnet wird. Dadurch kann die Fördermenge der Beschleunigungspumpe leicht den jeweils vorherrschenden Motofctemperaturen angepaßt werdren und es kann damit die Fördermenge der Beschleunigungspumpe stufenlos oder im Stufen dem jeweiligen Bedarf angepaßt werden. Vorzugsweise ist hiebei das thermostatische Ventil von einem Bimetallelement gebildet, welches in eine beweg-

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liehe Wand des Arbeitsraumes der Beschleunigungspumpe (z.B. den Kolbenboden einer Kolbenpumpe oder die Membranhalterung einer Membranpumpe) eingebaut ist, wobei sich die Entlastungsbohrung durch den"Kolben bzw. die Membranhalterung hindurcherstreckt.

- Die Beschleunigungspumpe wird hiebei in Abhängigkeit von der Bewegung der Drosselklappe im Gemischkanal des Vergasers über ein Gestänge beim Beschleunigungsvorgang betätigt.

Durch entsprechende Dimensionierung des Birnetallelementes läßt sich die Konstruktion leicht den vorgegebenen Bedingungen anpassen. Es kann die Konstruktion hiebei so gewählt sein, daß durch plötzliches Umschnappen des Bimetallelementes von einer etatischen Lage in eine andere statische Lage eine plötzliche Änderung der Fördermenge der Beschleunigungspumpe erzielt wird· Es kann ^edoch auch die Konstruktion so getroffen eein, daß sich dar Bimetallelement kontinuierlich bei Erwärmung durchbiegt und somit die Fördermenge der Beschleunigungspumpe kontinuierlich verändert wird.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ergibt eich der

' weitere Vorteil, daß Dämpfe, die sich unter dem Kolben bsw· der Membran der Beschleunigungspumpe gebildet haben, abgeführt «erden können· Bei erhöhten femperaturen tritt im Arbeitsraum der Pumpe eine Dampfentwicklung auf, was dazu führen kann, daß der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum der Beschleunigungspumpe durch die Be-

■ sohleunigungsdüse in den Gemischkanal gedrückt wird. Bei den bekannten Konstruktionen wurde diesem Umstand dadurch Rechnung getragen, daß Rückschlagventile od.dgl. in den Pumpenkolben eingebaut wurden. Derartige Rückschlagventile können nun durch die er-

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findungsgemäße Konstruktion eingespart werden, da das Bimetall-/ element die Entlastungsbohrung öffnet, sobald der Motor eine be-

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stimmte Betriebstemperatur erreicht hat, bei welcher Dämpfe entstehen können. Diese Dämpfe können dann durch die geöffnete Entlastungsbohrung nach oben entweichen und in die Brennstoffwanne

des Vergasers abgeleitet werden.

Weitefe Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes, welohe in der Zeichnung sohematisoh dargestellt sind. Fig. 1 zeigt einen mit einer Beschleunigungspumpe versehenen Vergaser, während Fig. 2 in größerem Maßstab und im Schnitt einen Kolben einer solchen Beschleunigungspumpe zeigt. Fig. 3 zeigt im Schnitt eine Ausführungsvariante. Fig. 4 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einer Membranpumpe. Fig. 5 zeigt ein Ausführungebeispiel eines thermostatischen Elementes in Draufsicht, wobei Fig. 6 ein Quereohnitt zu Fig. 5 ist. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante eines thermostatischen Elementes, wobei Fig. β ein Schnitt zu Fig. 7 ist« Fig. 9 zeigt in Diagrammform die Abhängigkeit der Fördermenge der Pumpe von der Temperatur·

Der Vergaser 1 (Fig. 1) für eine Verbrennungekraftmaeohine weist ein* Kraftstoffkammer 3 auf, in welcher in üblicher Weise ein schwimmergesteuertes Nadelventil angeordnet 1st, wobei, der Schwimmer in üblicher Weise den Kraftstoffspiegel in der Kammer 3 abfühlt und je nach Bedarf durch das Nadelventil zusätzlichen Kraftstoff zufließen läßt. Im Lufttrichter 5 des Ver-

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gasers ist eine Starterklappe 7 um eine Achse 9 verdrehbar gelagert, welche in üblicher Weise von einem thermostatischen "'. Element IO gesteuert wird. Im Ansaugkanal 12 des Vergasers ist ein" Venturi 14 und ein Satz weiterer ineinandergreifender Venturi j 16, 18 angeordnet, in welche der Kraftstoff durch die Hauptkraftstoff düse 20 eingeführt wird. In Strömungsriohtung gesehen nach I der Hauptkraftstoffdüse 20 ist mittels einer Achse 24 eine Drosselklappe 22 verdrehbar gelagert. An der Aohse 24 ist ein Arm 26 vorgesehen, welcher über ein Gestänge 28 mit|einem weiteren Arm 30 gelenkig verbunden ist. Der Arm 30 ist auf einer We'lle 32 befestigt, die im Vergaserkörper verdrehbar gelagert ist. Auf der Welle 32 ist ferner noch ein Arm 34 zur Betätigung der Beschleunigungspumpe angeordnet, welcher mit dem Kolbenschaft der Beschleunigungspumpe mittels einer S-förmigen Lasohe 38 verbunden ist.

Der Kolben der Beschleunigungspumpe ist in Pig. 2 (genauer dargestellt. An der Kolbenstange 36 ist ein an seinem Ende varbreiterter. Zapfen 40 befestigt, wobei die Verbreiterung log» in einen Kanal 42 eines Schaftteiles 44 hineinpaßt. Der Kanal 42 wird von einer Bohrung 46 durchsetzt. Der Kolben ist ferner mit einer Stulpe 48 aus Leder oder ähnlichem Material versehen, welche am Schaftteil 44 mittels Halteteilen 50, 52 befestigt ist. Zwischen dem Ha^teteil 52 und der Stulpe 48 ist eine Spiralfeder 54 angeordnet. Oberhalb des Halteteiles'50 befindet sieh eine Feder 56 zur Betätigung des Kolbens, welche sioh gegen ein Widerlager 58 abstützt. Der Halteteil 52 kann mit Preßsitz auf den Schaftteil 44 aufgesetzt sein, jedoch auch mit diesem in anderer

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Weise, z.B. mittels Gewinde, verbunden sein. Der Halteteil 52 weist ferner einen Kanal 60 auf. An der Unterseite des Halteteils 52 ist ein thermostatisches Ventilglied 64 befestigt, welches durch einen Ring 62 gehalten wird.

Das thermostatische Ventilglied des Kolbens ist in den Pig. 5 und 6 genauer dargestellt. Es ist von einer Bimetallscheibe 64 gebildet, welche leicht ausgebaucht bzw. im Querschnitt (Fig. 6) gekrümmt ausgebildet ist. Eine solche Bimetallsoheibe weist derartige thermische Eigenschaften auf, daß sie im kalten Zustand in der einen Richtung durchgebogen ist, jedoch bei Erwärmung in eine Durchbiegung in der anderen Richtung umschnappt. Durch geeignete Wahl der Stärke und Krümmung der Scheibe kann erreicht werden, daß dieses Umschnappen innerhalb einer ziemlich engen Temperaturbereiches stattfindet. Dieser Temperaturbereich ist durch geeignete Wahl der Materialien und der Stärken, der beiden das Bimetallelement bildenden Metalischiohten wählbar, so

daß das erwähnte Umschnappen der Bimettllscheibe innerhalb zulässiger Toleranzen bei jeder gewünschten Temperatur erfolgen kann.

Die Bimetallscheibe 64 ist mit einem oder mehreren löchern 65 versehen, durch welche der Kraftstoff durchtreten kann· Bei der Montage des Kolbens wird nun" die Bimetallschei.be derart in den Halteteil 52 eingesetzt und durch den Ring 62 gehalten, daß sie den Kanal 60 abschließt. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Scheibe an der Mündung des Kanales 60 eng anliegt oder bei der Montage gegebenenfalls leicht zusammengedrückt wird.

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. Es ist nicht unbedingt nötig, daß die Bimetallscheibe 64 den Kanal 60 völlig abdichtet, da ein geringfügiges Durchsickern von Kraftstoff* nicht schädlich ist.

Zur Einmtellung derjenigen Kraftstoffmenge, welche durch den Pumpenkolben hindurch aus dem Arbeitsraum der Pumpe abgeführt wird, kann die Dimensionierung des Kanales 60 oder der Löcher 65 herangezogen werden oder es kann eine Bimetallscheibe gewählt werden, deren bei der Umsohnappbewegung zurückgelegter Weg verhältnismäßig gering ist·

f Pig· 3 zeigt eine Ausführungsvariante einer wärmeempfindliohen Scheibe 64a, welche mit einem elastischen Knopf 63 für

! den Abschluß des Kanales 60 versehen ist. Der Knopf 63 kann aus beneinfeetem Kunststoff oder anderem geeigneten Material beistehen·

Pig. 4 zeigt die Anordnung einer solchen Thermoscheibe bei einer Membranpumpe. Alle Bauteile entsprechen denen des oben beschriebenen Kolbens, lediglich dl· Stulpe de· Kolbens ist duroh •ine biegsame Membran 47 ersetzt. Sie Membran ist Innen am Kolben in der im Zusammenhang mit Fig· 2 beschriebenen Weise befestigt,

η. während der Außenrand der Membran mittels eines Hinges 49 fest-

gelegt ist·

Beim AusführungsbelBpiel nach den Fig. 7 und 8 ist statt .· einer Bimetallscheibe ein gekrümmter Bimetallstreifen vorgesehen· Der Bimetallstreifen 70 ist mit einem knopfähnlichen Ventilversohlußkörper 72 versehen, welcher aus benzinfestem Material, z.B. benzinfestem Kunststoff bestehen kann. Der Tent liverschlußkörper 72 ist in ein Looh des Bimetallstreifens 70 eingesetzt

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und wird durch sein verbreitertes Ende, welohes an der Unterseite des Bimetallstreifens anliegt, gehalten. Der Streifen nach den Pig. 7 und 8 weist zwar den Umschnappeffekt der Scheibe nach den Fig. 5 und 6 nicht auf, hat jedoch bei einem Temperaturanstieg das Bestreben, sich zu einer ebenen form zu strecken. Dieser Effekt kann in analoger Weise wie der Umschnappeffekt der Scheibe 64 nach der Fig. 5 und 6 zum Verschluß der Bohrung 60 ausgenützt werden·

■ Fig. 9 zeigt die Temperaturkennlinien von mit Bimetall- ' elementen nach den Fig. 5 bis 8 versehenen Pumpen. Auf der Abszisse ist die Temperatur in Grad F aufgetragen, während auf der Ordinate die Fördermenge der Pumpe pro Hub aufgetragen ist. Die Kurve A, welche für Bimetallscheiben nach den Fig. 5 und 6 gilt, zeigt, daß anfänglich infolge der langsamen Durchbiegung der Bimetallscheibe 64 ein leiohtes Absinken der Fördermenge eintritt, da etwas Kraftstoff hinter das von der Scheibe 64 gebildete Ventilglied durchsickert. Dieses Verhalten geht bis zu einer Temperatur von etwa 90° Ϊ ( 5? ° G), bei welcher Temperatur die Scheibe umschnappt und auf diese Weise eine starke Verringerung der Fördermenge der Pumpe hervorruft. Oberhalb dieser Temperatur bleibt die Fördermenge im wesentlichen konstant, wobei ein leichter Abfall der Kurve A auf eine weitere Durohbieguhg der Scheibe 64 bei weiterer Temperaturerhöhung zurückzuführen ist. Die Kurve B gilt für Bimetallelemente nach den Fig. 7 und 8 und zeigt, daß die Fördermenge der Pumpe bei steigender Temperatur durch entsprechende Durchbiegung des Bimetallstreifens 70 abfällt·

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Im Betrieb wird der Kraftstoff über den Kanal 76, welcher mit dem Sohwimmergehäuse des Vergasers in Verbindung , s.teht, dem Arbeitsraum der Pumpe zugeführt. Bei Niederdrücken des •öäspedales wird die Achse der Drosselklappe 24. im Gegenuhrzeigersinn (Fig. l) versohwenkt, so daß der Arm 26 den an ihm angelenkten Hebel des Gestänges 28 anhebt', wodurch die Kolbenstange 36 nach abwärts gedrückt wird. Wenn diese Bewegung schnell erfolgt, taucht der verbreiterte Kopf des Kolbenstangenteiles 40 nach unten in den Kanal 42 ein, wobei die Feder 56 zusammengedrückt wird. Die Förderung der Pumpe erfolgt hierauf unter Einfluß der sich entspannenden Feder 56, wobei der Kraftstoff vom Arbeitsraum 4er Pumpe über eine Leitung 78 abgeführt wird, welche in β^ηβ:- Beschleunigungsdüae 79 mündet, über welche der Kraftstoff in den Ansaugkanal des Vergasers gesprüht wird.

Bei einem kalten Start schließt das Bimetallelement de» Kanal 60 im Pumpenkolben im wesentlichen ab» Dies ist beim Kaltstarten wünschenswert, da die Dampfbildung des Kraftstoffes in der ' Verteilerleitung nicht ausgenützt werden kann und da der Kraftstoff dazu neigt, auf kalten Oberflächen zu kondensieren. Mit zunehmender Erwärmung des Motors nimmt jedoch die Verdampfung des Kraftstoffes zu und kann daher nutzbar gemacht werden, wobei die Neigung des Kraftstoffes zur Kondensatbildung abnimmt. Bei Temperaturen über etwa 29,ΐΡθ benötigt der Vergaser nicht mehr eine so große Kraftstoffmenge und das erfindungsgemäße Bimetallelement öffnet daher die Rückführleitung 60 bei dieser Temperatur, so daß ein wesentlicher Teil des Kraftstoffes }tua dem Arbeitsraum · der -Pumpe entweichen kann. Die Temperatur, bei welcher das ·

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thermostatisohe Element 64 bzw. 70 den Kanal 60 freigibt, kann · selbstverständlich in Abhängigkeit der vorliegenden Bedingungen entsprechend verändert bzw. ausgewählt werden. Die Umgehungsleitung 60 wird jedoch bei etwa 29 bis 3? ° 0 voll geöffnet, so daß die Fördermenge der Pumpe dann lediglich den für Warmlauf des Motors nötigen Wert ausmacht. Es hat sich herausgestellt, daß bei einem warmen Motor der für die Beschleunigung erforderliche Kraftstoffbedarf nur 40 bis 60 # oder sogar noch weniger des Bedarfes bei kaltem Motor ausmacht. Die erfindungsgemäße Konstruktion der Pumpe trägt diesem Umstand Rechnung.

Eine Membranpumpe funktioniert im wesentlichen in der selben Weise wie die beschriebene Kolbenpumpe, In beiden Fällen liegt eine den Arbeitsraum der Pumpe begrenzende bewegliche Wand vor, welche bei der Förderung der Pumpe hin- und herbewegt wird.

Patentansprüche t

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Claims (9)

Patentansprüche t

1. Vergaser, in dessen Gemischkanal eine Drosselklappe

od.dgl. angeordnet ist, wobei ein Kraftstoffsystem den Kraftstoff aus einem Kraft stoff raum in den Gemischkanal zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zufuhr des Kraftstoffes aus dem Kraftstoff raum in den Gemisohkanal eine Beschleunigungspumpe vorgesehen let, welche mit der Drosselklappe derart mechanisch gekuppelt ist, daß bei öffnung der Drosselklappe für einen BesohleunigungsVorgang die Beschleunigungspumpe zusätzlichen Kraftstoff in den Gemisohkanal fördert» und daß in eine bewegliche Wand des Arbeiteraumes der Beschleunigungspumpe ein thermostatischee Ventil eingebaut ist, welches eine vom Arbeitsraum der Beschleunigungspumpe abführende Kntlastungsleitung im kalten Zustand abschließt, in warmen Zustand jedoch öffnet«

2« Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermostatische^Ventil in diejenige bewegliche Wand des Arbeitsraumee der Beschleunigungspumpe eingebaut ist, welche über ein mechanisches Gestänge derart mit der Drosselklappe od.dgl. ge-.kuppelt ist, daß bei Betätigung der beweglichen Wand in der einen Richtung Kraftstoff aus dem Arbeitsraum in den Gemischkanal über eine Düse eingesprüht wird, bei Betätigung der beweglichen Wand in der anderen Richtung jedoch Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter in den Arbeitsraum der Beschleunigungspumpe gesaugt wird_#

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3. Vergaser nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Arbeitsraum begrenzende bewegliche Wand '.' von einem Kolben gebildet ist.

4. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Arbeitsraum begrenzende bewegliche Wand von einer Membran gebildet ist.

5· Vergaser nach einem der Ansprüche Ii bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß für tiie Betätigung der Beschleunigungspumpe ein kolbenstangenähnlicher Bauteil vorgesehen ist, welcher hin- , und hergehend in einem den Arbeitsraum der Pumpe bildenden Zylinder angeordnet und mit den Wänden dieses Arbeitsraumes dichtend verbunden ist,und daß die in Form einer Bohrung ausgebildete Entlastungsleitung den Raum über den Dichtungsorganen dieses kolbenstangenförmigen Bauteiles mit dem unterhalb dieser Dichtungsorgane liegenden Raum verbindet und wobei das thermostatische Ventil am Boden dieses kolbenstangenförraigen Bauteiles am Ende der Entlastungsbohrung angeordnet ist.

6. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermostatisehe Ventil von einem Bimetallelement gebildet ist, hinter welches der Kraftstoff strömen kann·

7« Vergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement scheibenförmig ausgebildet ist und gegebenenfalls mit Löchern od.dgl, zum Durchtritt des Kraftstoffes ver- · sehen ist.

8· Vergaser nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet* daß das Bimetallelement mit einem elastischen Dichtkörper ver-

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sehen ist, welcher in der Schließlage des Bimetallelementes an der Entlastungsleitung anliegt und diese dichtend abschließt.

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9. Vergaser nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenstangenförmige Bauteil hohl ausgebildet ist, wobei diese Höhlung von. einem Querkanal durchsetzt wird, daß der Kolbenstangenförmige Bauteil ferner mit einem

Plansch od.dgl. versehen ist, gegen welchen sich eine Beilagscheibe od.dgl. abstützt, wobei das den Kolbenförmigen Bauteil gegenüber den Wänden des Arbeitsraumes abdichtende biegsame Dichtmaterial an dieser Beilagscheibe od.dgl. von unten anliegt und durch einen darunterliegenden, mit dem kolbenstangenförmigen Bauteil verbundenen Befestigungsteil gehalten wird, welcher von einer Entlastungsbohrung durchsetzt ist und an seiner Bodenfläche eine Nut aufweist, in welche das Bimetallelement eingesetzt und durch eine Sicherung gehalten ist.

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