DE1576524C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Verbesserung der Brennstoffverbrennung beim Schiebe- und Leerlaufbetrieb von Vergaser-Motoren, mit deren Hilfe die willkürliche Verstellung der Hauptdrosselklappe in Schließstellung verzögert oder die geschlossene Drosselklappe augenblicklich wieder so weit geöffnet und so lange offengehalten wird, wie der stromab der Drosselklappe im Ansaugkanal herrschende Druck um ein vorbestimmtes Maß unter dem Atmosphärendruck liegt. Allen, z. B. aus den USA.-Patentschriften 3 027 884 und 3 266 473 sowie aus der französischen Patentschrift 1 524 929, bekannten diesem Zweck dienenden Einrichtungen ist bei aller sonstigen Verschiedenheit ihrer Bauart und ihrer Funktionsweise gemeinsam, daß sie die Korrektur der willkürlich herbeigeführten Schließstellung der Drosselklappe durch einen Vergleich des stromab der Drosselklappe im Ansaugkanal herrschenden Drucks mit dem Atmosphärendruck als Bezugsgröße,bewirken. Daraus ergibt sich eine Abhängigkeit der angestrebten automatischen Korrektur der Drosselklappenstellung vom jeweiligen Atmosphärendruck, der keineswegs eine für den genannten Zweck ausreichend genaue konstante Bezugsgröße darstellt, sondern je nach Wetterlage und nach Höhenlage des Betriebsortes Unterschiede aufweisen kann, die durchaus geeignet sind, die Funktion bekannter Einrichtun

gen der eingangs genannten Art in Frage zu stellen.

Demgegenüber ist Aufgabe der Erfindung, eine

Einrichtung, die dazu bestimmt ist,· in Abhängigkeit von dem in der Ansaugleitung stromab der willkürlich einstellbaren Hauptdrosselklappe eines Vergasers herrschenden Drucks die Schließbewegung dieser Drosselklappe zu begrenzen, in der Weise zu verbessern, daß Änderungen der atmosphärischen Druckverhältnisse sich nicht nachteilig auf die Funktion der

»ο Einrichtung auswirken.

Die Erfindung geht aus von bekannten Einrichtungen zur Begrenzung des Schließweges der willkürlich verstellbaren Hauptdrosselklappe eines Vergasers für Brennkraftmaschinen, die von einem ersten pneumatischen Stellmotor gebildet sind, dessen einen von der Atmosphäre belüfteten Bezugsdruckraum von einem Steuerdruckraum trennende Stellmembran von einer den Steuerdruckraum durchsetzenden Feder in einer der vollkommenen Schließstellung der Hauptdrosselklappe entsprechenden Endlage gehalten ist, und über ein mit ihr verbundenes, den Bezugsdruckraum durchsetzendes Gestänge die Schließbegrenzung der Hauptdrosselklappe bewirkt, und dessen Steuerdruckraum mit der Atmosphäre über eine Drosselöffnung sowie mit dem ständig an den stromab der Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitt des Ansaugkanals angeschlossenen Impulsdruckraum eines zweiten Stellmotors über ein Ventil verbunden ist, dessen von einer den Impulsdruckraum dürchsetzenden Schließfeder in Schließstellung gehaltener Schließkörper von der dem Atmosphärendruck als Bezugsdruck ausgesetzten Membran dieses zweiten Stellmotors gesteuert ist.

Die Erfindung erreicht die von Veränderungen des Atmosphärendrucks unabhängige Funktion solcher Einrichtungen dadurch, daß am Ventil zwischen dem Steuerdruckraum des ersten und dem Impulsdruckraum des zweiten Stellmotors eine barometrische Druckdose bei Abfall des atmosphärischen Drucks unter einen Sollwert der auf den Schließkörper dieses " Ventils wirkenden Kraft der Schließfeder entgegenwirkt.

Die als Mittel zur Anpassung des Meßquerschnitts von Brennstoffdüsen an die Dichte der jeweils angesaugten Luft im Flugzeug- und Kraftfahrzeugbau bekannte barometrische Druckdose erfüllt hier einen neuen Zweck, indem sie die einen bestimmten Atmosphärendruck angepaßte wirksame Kraft einer Ventilschließfeder in einer Weise verändert, daß das von dieser Feder beeinflußte Ventil bei allen praktisch in Betracht kommenden Größen des Atmosphärendrucks in völlig gleicher Weise funktioniert. Diese Funktion ist dann lediglich von der Abstimmung der Schließfederkraft und der Größe der mit dieser Feder zusammenwirkenden Steuermembran an einen ausreichend hohen aber realen Sollwert des atmosphärischen Drucks abhängig und der Ausgleich von Veränderungen dieses Drucks wird um so genauer sein, je genauer die dem Atmosphärendruck ausgesetzten Flächen der barometrischen Dose und der Steuermembran übereinstimmen.

Ein Ausführungsbeispiel für die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung ist in F i g. 1 schematisch im Schnitt dargestellt, während die F i g. 2 und 3 die Wirkung dieser Einrichtung bei F i g. 2 im Leerlaufbetrieb und bei Fig. 3 im Schiebebetrieb näher veranschaulichen.

Die aus Fig. 1 ersichtliche Einrichtung ist der will-

kürlich verstellbaren Hauptdrosselklappe 1 des Vergasers einer Brennkraftmaschine zugeordnet, die über einen fest auf der Drosselklappenwelle sitzenden Hebel 2 von einer Feder 3 in ihre Leerlaufsteilung gezogen wird. In dieser Stellung liegt der Hebel 2 an einem festen Anschlag 4 über eine Einstellschraube la an, deren Einstellung die Weite des der Leerlaufdrehzahl entsprechenden Luftspalts um die Drosselklappe 1 bestimmt.

Die Bewegung des Hebels 2 in eine der Schließstellung der Drosselklappe 1 entsprechenden Lage ist durch eine an sich bekannte Einrichtung begrenzbar, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Verhältnis desim stromab der Drosselklappe 1 gelegenen Teil des Ansaugkanals herrschenden Drucks zum Atmosphärendruck über einen Doppelhebel 35, 36 gegen die Kraft der Feder 3 auf den Hebel 2 wirkt.

Die Begrenzungseinrichtung besteht aus einem ersten pneumatischen Stellmotor, dessen zwischen schalenförmige Gehäuseteile 31, 32 eingespannte Stellmembran 33 einen durch Öffnungen 38 von der Atmosphäre belüfteten Bezugsdruckraum von einem Steuerdruckraum 30 trennt. Diese Membran 33 wird von einer den Steuerdruckraum 30 durchsetzenden Feder 37 in einer der vollkommenen Schließlage der Drosselklappe 1 entsprechenden Lage gehalten und begrenzt die Bewegungen der Drosselklappe 1 in ihre Schließstellung durch ein mit ihr verbundenes, den Bezugsdruckraum durchsetzendes Gestänge 34 und den damit gekuppelten Doppelhebel 35, 36. Der Steuerdruckraum 30 des ersten Stellmotors ist mit dem ständig über eine Leitung 21 und eine radiale Bohrung in einem zwischen Vergaser und Ansaugrohr eingefügten Flanschring 20 an den stromab der Drosselklappe 1 liegenden Teil des Ansaugkanals angeschlossenen Impulsdruckraum 22 eines zweiten Stellmotors über ein Ventil verbunden, dessen Schließkörper 28 von einer den Impulsdruckraum 22 durchsetzenden Schließfeder 27 in Anlage mit seinem Sitz im Gehäuseteil 23a gehalten und von einer dem Atmosphärendruck als Bezugsdruck ausgesetzten Membran 24 dieses zweiten Stellmotors gesteuert ist. Diese Steuermembran 24 ist zwischen die Gehäuseteile 23 und 23a eingespannt, und ihr durch eine Bohrung 26 im Gehäuseteil 23 mit der Außenluft verbundener Bezugsdruckraum ist mit einem porösen Schaumstoffpolster 25 ausgefüllt. Eine von einer engen axialen Bohrung 29 des Schließkörpers 28 gebildete Drosselöffnung verbindet den Steuerdruckraum 30 des ersten Stellmotors über das zugleich als Luftfilter wirkende Schaumstoffpolster 25 mit der Außenluft und dient dazu, im zuvor einem Unterdruck ausgesetzten Bezugsdruckraum 30 nach dessen Trennung vom Impulsdruckraum 22 durch den Ventilschließkörper 28 wieder Atmosphärendruck herzustellen und die Stellmembran 33 in ihrer Ausgangslage zurückkehren zu lassen.

Die durch Veränderungen des Atmosphärendrucks gegenüber demjenigen SoUdruck, an den die Schließkraft der Ventilfeder 27 angepaßt worden ist, bewirkten Änderungen in der Funktionsweise dieser Begrenzungseinrichtung sind im Sinne der Erfindung dadurch vermieden, daß auf das an der Steuermembran 24 befestigte Ende des Ventilschließkörpers 28 eine barometrische Druckdose 43 entgegengesetzt zu der auf den Schließkörper 28 wirkenden Kraft der Schließfeder 27 über ein Druckstück 44 wirkt, sobald und solange der Atmosphärendruck unter dem Sollwert liegt, an den die Kraft der Schließfeder angepaßt worden ist. Bei Anpassung dieser Federkraft an einen maximalen Sollwert, mit dem im Betriebsbereich des Fahrzeugs und unter den darin gültigen klimatischen Bedingungen gerechnet werden muß, bewirkt die barometrische Dose einen vollkommenen oder nahezu vollkommenen Ausgleich von Veränderungen des Atmosphärendrucks.

Die barometrische Druckdose 43 ist mit ihrer dem

ίο Ventilkörper 28 abgekehrten Stirnseite am Boden einer mit dem Gehäuseteil 23 verschraubten und durch Öffnungen 41 mit der Außenluft verbundenen glokkenförmigen Haube 40 über eine Einstellschraube 45 abgestützt. Diese Stellschraube erlaubt eine zusätzliehe Anpassung der Schließkraft der Ventilfeder 27 an einen etwa veränderten maximalen Solldruck der Atmosphäre sowie an den minimalen Unterdruck im Impulsdruckraum 22, der das Abheben des Schließkörpers 28 von seinem Sitz bewirken soll.

Der Einfluß der barometrischen Druckdose auf die Funktion der Begrenzungseinrichtung ergibt sich für Leerlaufbetrieb aus dem Prinzipschaubild der Fig. 2 und für Schiebebetrieb aus dem Schaubild der Fig. 3: Beide Schaubilder zeigen über von O bis H zunehmenden Höhenlagen des Betriebsortes die Auswirkungen der höhenbedingten Veränderungen des Atmosphärendrucks auf die verschiedenen, auf die Steuermembran 24 wirkenden Kräfte, wobei der Einfachheit halber der Kräfteverlauf durch gerade Linien dargestellt und die Richtung der Kräfte durch Von diesen Linien ausgehende, oder an diesen Linien endende Pfeile angedeutet ist.

Die einzige durch Änderungen des atmosphärischen Drucks nicht beeinflußbare Kraft ist die der Ventilfeder 27 eigene Kraft, mit der sie Änderungen ihrer Länge entgegenwirkt, und die in beiden Schaubildern durch den Pfeil P_F und die in Höhe dieses Pfeiles parallel zur Grundlinie O bis H verlaufende Gerade angegeben ist.

Außer der Federkraft P_P wirkt auf die Steuermembran 24 in gleicher Richtung der im Impulsdruckraum 22 jeweils herrschende absolute Druck P₁, der dem im Ansaugkanal stromab der Drosselklappe jeweils herrschenden Betriebsdruck entspricht. Dieser Druck nimmt proportional zum sinkenden Atmosphärendruck ab und ist deshalb durch eine schwach nach

. rechts abfallende Linie veranschaulicht, auf die der Pfeil P₁ hinweist. Der Summe dieser beiden von innen auf die Steuermembran 24 wirkenden Kräfte entspricht die zur P₇-LmJe parallele Linie mit dem Pfeil P,+ P_F. .

Läßt man zunächst die Wirkung der barometrischen Druckdose außer Betracht, dann wirkt den Kräften P₁ + P_F lediglich der auf der Außenseite der Steuermembran 24 lastende Atmosphärendruck P_A entgegen. Er unterliegt relativ starken witterungsbedingten Schwankungen und ist außerdem je nach der Höhenlage des Betriebsortes verschieden. Ihm entspricht deshalb in den Schaubildern die mit dem Pfeil P_A bezeichnete, stark von links nach rechts abfallende Linie.

Bei Einstellung der Kraft Pp auf einen Wert, der

einerseits einem mittleren Atmosphärendruck in Meereshöhe und anderseits einem im Schiebebetrieb vorhandenen P₁ entspricht, schneidet auf dem schematischen Schaubild die Linie P_A die schwächer geneigte Linie P₁ + P_F etwa in ihrer Mitte. Das bedeutet in der Praxis, daß oberhalb einer bestimmten Höhenlage der Atmosphärendruck nicht mehr imstande ist,

das Ventil über die Ventilmembran zu öffnen (Fig. 3). Die aus den Kräften P₁ + P_F einerseits und P_A anderseits resultierende Kraft P'_R ist nur in der linken Hälfte des Schaubildes der Fig. 3-größer als die S'chließkräft P,+ P_F.^:

Der Einfluß der Aneroiddose, deren mit abnehmendem Atmosphärendruck zunehmende Kraft durch den Pfeil P_H und die zugehörige von O nach rechts ansteigende Linie wiedergegeben ist, bewirkt im Schiebebetrieb nach F i g. 3 einen vollen Ausgleich des Abfalls im Atmosphärendruck, so daß über den gesamten'Höhenbereich die gleiche Kraft P_R verfügbar ist, um nach Gaswegnahme aus dem zügigen Fahrbetrieb die Drosselklappe augenblicklich wieder zu öffnen und offenzuhalten, bis die Drehzahl des Motors bis annähernd auf Leerlaufdrehzahl abgesunkeri ist.

Bei Leerlaufdrehzahl führt gemäß Fig. 2 die Aneroiddose dazu, daß das Ventil 28 bei jeder Höhenlage (und jedem Barometerstand) mit gleicher Kraft P_R geschlossen gehalten wird. .
; Die Linie, die mit dem Pfeil P₄ + P_H bezeichnet ist, gibt den Kraftverlauf der Kraft an, die, entgegen der von der Schließfeder 27 aufgebrachten Kraft P_F gerichtet, an der Membran 24'wirkt, wenn die von der Atmosphäre aufgebrachte Kraft P_A durch die

. Kraft P„ der Barometerdose unterstützt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Begrenzung, des Schließweges der willkürlich verstellbaren Hauptdrosselklappe eines Vergasers für Brennkraftmaschinen, die von einem ersten pneumatischen Stellmotor gebildet ist, dessen, einen von der Atmosphäre belüfteten Bezugsdruckraum von einem Steuerdruckraum trennende Stellmembran von einer den Steuerdruckraum durchsetztenden Feder in einer der vollkommenen Schließstellung der Hauptdrosselklappe entsprechenden Endlage gehalten ist und über ein mit ihr verbundenes, den Bezugsdruckraum durchsetzendes Gestänge die Schließbegrenzung der Hauptdrosselklappe bewirkt, und dessen Steuerdruckraum mit der Atmosphäre über eine Drosselöffnung sowie mit dem ständig an den stromab der Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitt des Ansaugkanals angeschlossenen Impulsdruckraum eines zweiten Stellmotors über ein Ventil verbunden ist, dessen von einer den Impulsdruckräum durchsetzenden Schließfeder in Schließstellung gehaltener Schließkörper von der dem Atmosphärendruck als Bezugsdruck ausgesetzten Membran dieses zweiten Stellmotors gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventil (28) eine barometrische Druckdose (43) bei Abfall des atmosphärischen Drucks unter einen Solldruck der auf den Schließkörper dieses Ventils (28) wirkenden Kraft der Schließfeder (27) entgegenwirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagekraft der barometrischen Druckdose (43) am Schließkörper (28) durch eine Einstellschraube (45) veränderlich ist.