DE1802102A1 - Vergaser fuer Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Dr. F, Zumsfein - Dr. E. Assmann

Dr. R. Koenigsberger

Dipl. Pbys. R. Holzhauer

Patentanwälte

München 2, Bräuhaussfralje 4/III

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SOOIBTE INDUSTRIELLE DE BREVETS ET D¹ETUDES S.I.B.E. Vergaser für Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen.

Die Priorität der französischen Patentanmeldung Ur. 124.115 vom 11» Oktober 1967 ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft die Vergaser fur Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen mit Einrichtungen zur Begrenzung der Verseuchung der atmosphärischen Luft durch die Auspuffgase.

Bekanntlich besteht eine hinsichtlich der atmosphärischen Verseuchung schädlichste Bedingung in den Verlangsamungen des Fahrzeugs, d.h. den Betriebsperioden, in welchen der Motor von dem Fahrzeug angetrieben wird. Das Haupt-

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drosselorgan nimmt dann nämlich seine Langsamlaufstellung ein, da aber die Drehzahl des Motors selbst erheblich grosser als die Langsamlaufdrehzahl ist, sind die bei jeder Ansaugung in die Brennkammern eingeführten Füllungen zu schwach, um zünden zu können, und zwar umso mehr, als sie mit restlichen Auspuffgasen gemischt bleiben. Dies hat eine Erzeugung von freien Kohlenwasserstoffen in den Auspuffgasen zur Folge, deren Gehalt viel zu hoch ist·

Um diesen Gehalt zu begrenzen, sind Einrichtungen vorgeschlagen worden, welche das Drosselorgan während der Verlangsamungen etwas geöffnet halten, um die den Brennkammern zugeführte Füllung zu vergrössern und so die Zündung derselben in jedem Arbeitsspiel zu ermöglichen. Diese Einrichtungen können insbesondere ein pneumatisches System enthalten, welches unter dem in der Einlassleitung des Vergasers herrschenden Unterdruck steht, wobei die Verbindung zwischen diesem System und dieser Leitung durch eine für die Drehzahl des Motors empfindliche Vorrichtung gesteuert wird, welche mechanisch oder elektronisch sein kann. . " .

. Es hat sich jedoch gezeigt, dass so einfache Mittel Nachteile besitzen. Wenn nämlich das pneumatische System das Drosselorgan während der Verlangsamungen zu wenig öffnet, ist zwar der Gehalt an Kohlenwasserstoffen in den Auspuffgasen geringer, als wenn das Drosselorgan in seine normale Langsamlaufstellung zurückgehen würde, er ist jedoch noch ziemlich gross, obwohl er noch beträchtlich verringert werden konnte, wenn das Drosselorgan noch weiter geöffnet wurde· Die den günstigsten Gehalt an Kohlenwasserstoffen ergebende Öffnung entspricht aber einem so schnellen beschleunigten, Langsamlauf,

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dass die Führung des Fahrzeugs unangenehm wird» da der Motor dann nicht mehr als Bremse wirkt, sondern im Gegenteil das Fahrzeug mit einer nicht vernachlässigbaren Geschwindigkeit weiter antreibt.

Die Erfindung bezweckt, eine Öffnung des Drosselorgans, welche genügend gross ist, um die Menge an Kohlenwasserstoffen in den Auspuffgasen beträchtlich zu verringern, mit einer Drehzahl des beschleunigten Langsamlaufs in Einklang zu bringen, welche so niedrig ist, dass der Motor die Aufgabe einer Bremse für das Fahrzeug erfüllen kann.

Hierfür ist der erfindungsgemässe Vergaser mit einem pneumatischen System, welches für den Unterdruck in der Einlassleitung hinter ihrem Drosselorgan empfindlich ist und den kleinsten Öffnungsgrad desselben vergrössern kann,und für die Drehzahl des Motors empfindlichen Einrichtungen, welche die Verbindung zwischen dem pneumatischen System und der Einlassleitung nur herstellen, wenn die Drehzahl einen vorbestimmten Wert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses pneumatische System durch zwei Anordnungen mit veränderlichem Volumen gebildet wird, welche gegensinnig und mit einer gewissen gegenseitigen Verzögerung wirken, nämlich eine erste Anordnung mit veränderlichem Volumen, welche praktisch sofort nach der Herstellung dieser Verbindung in Tätigkeit tritt und den Öffnungsgrad des Drosselorgans vergrössert, und eine zweite Anordnung mit veränderlichem Volumen, welche gegenüber der ersten verzögert wirkt und diesen Öffnungsgrad verringert·

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch, z.T. in Seitenansicht

und z.T. in einem lotrechten Schnitt,einen erfindungsgemässen

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ORIGINAL INSPECTSO

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Vergaser in der dem Langsamlauf entsprechenden Stellung.

Pig. 2 und 5 zeigen gewisse Teile der Pig. 1 in zwei aufeinanderfolgenden Phasen einer Verlangsamung entsprechenden Stellungen.

Der Vergaser enthält eine Einlassleitung 1 mit einem Drosselorgan 2 und einem Lufteinlauf 3. Das Hauptspritzsystem ist nicht dargestellt, da es keinen Teil der Erfindung bildet. Dagegen ist das Langsamlaufsystem dargestellt, welches den Brennstoff aus einem nicht dargestellten Schwimmerbehälter durch einen ggfs. mit einer kalibrierten Öffnung 5 versehenen ) Kanal 4 entnimmt. Dieser Kanal 4 mündet in einen lotrechten Kanal 6, welcher mit dem Lufteinlauf 3 in Verbindung steht, und zwar vorzugsweise über eine kalibrierte Öffnung 7, so dass sich in ihm ein Gemisch des durch den Kanal 4 ankommenden Brennstoffs und der durch die öffnung 7 ankommenden Luft bildet. Dieses Gemisch wird in die Leitung 1 einerseits hinter dem Drosselorgan 2 durch wenigstens eine im allgemeinen durch den Konus 9 einer Schraube 10 regelbare Öffnung 8 und anderer-seits in einer Zone, welche von der strömungsaufwärts liegenden Seite des Organs 2 auf die strb'mungsabwärts liegende Seite desselben übergeht, wenn dieses geöffnet wird, durch wenigstens ' eine Öffnung 11 eingeführt, welche in an sich bekannter Weise einen allmählichen übergang der Arbeitsweise an dem Langsamlaufkreis auf das Arbeiten an dem Hauptspritzsystem bewirkt.

Das Drosselorgan 2 ist an einer Achse 12 befestigt, an welcher ein Hebel 13 befestigt ist, welcher von dem Fahrer mittels eines Gestänges 14 betätigt werden kann. Die normale Langsamlaufstellung des Drosselorgans 2 wird durch einen regelbaren'Anschlag oder eine Schraube 15 bestimmt.

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Die Vorrichtung zur Verhinderung der Verseuchung der Luft ist entsprechend den Angaben der französischen Patentschrift 1.526.125 ausgebildet. Hierfür ist auf der Achse 12 ein Hebel 16 «♦lose drehbar, welcher einen Anschlag oder einen Stift 17 trägt, welcher mit dem Hebel 13 so zusammenwirken kann, dass er das Drosselorgan 2 in seiner Öffnungsrichtung antreibt, wenn der Hebel 16 auf den Figuren im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird. Dagegen kann der Fahrer durch das Gestänge 14 das Drosselorgan 2 vollständig offnen, ohne dass hierdurch der Hebel 16 beeinflusst wird.

Der Hebel 16 ist durch eine Stange 18 mit einem pneumatischen System verbunden, welches für den in der leitung 1 hinter dem Drosselorgan 2 herrschenden Unterdruck empfindlich ist, welcher durch einen mit der Hauptleitung 1 verbundenen Kanal 19 übertragen wird.

In diesem Kanal 19 ist ein Hahn 20 zur Herstellung oder Unterbrechung der Verbindung zwischen der Leitung 1 und dem pneumatischen System vorgesehen. Dieser Hahn wird durch eine für die Drehzahl des Motors empfindliche Anordnung betätigt, welche vorzugsweise einen Elektromagneten 21 mit Tauchkern 22 enthält, welcher mit einem fest mit dem Hahn 20 verbundenen Hebel 23 verbunden ist. Eine Feder 24 sucht den Kern 22 auf den Figuren nach rechts zu verschieben, während sich bei einer Erregung des Elektromagneten 21 der Kern 22 entgegen der Wirkung der Feder 24 nach der linken Seite der Figuren bewegt.

Die Speisung des Elektromagneten 21 erfolgt

zweckmässig durch ein elektronisches System A, welches für die Drehzahl des Motors, insbesondere seine Verlangsamung, empfindlich ist. Ein derartiges System ist bekannt und insbesondere

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1802102 inüer französischen Patentschrift ITr. 1 .461 .577 beschrieben.· Dieses System ist für die Zahl von durch die Zündunterbrechungen erzeugten Impulsen empfindlich und besitzt ein elektrisches Relais, welches dem Elektromagneten 1 jedesmal dann Strom zuführt, wenn die Drehzahl des Motors grosser als eine bestimmte Drehzahl ist, und diesen Strom unterbricht, wenn die Drehzahl des Motors kleiner als diese bestimmte Drehzahl ist.

öemäss einer Ausführungsabwandlung kann der Hahn 20 durch eine mechanische Einrichtung gebildet werden, z.B. einen für die Drehzahl des Motors empfindlichen lliehkraft-

^ regler.

Erfindungsgemass wird nun das die Stange 18

betätigende pneumatische System durch zwei Anordnungen mit veränderlichem Volumen gebildet, welche gegensinnig und mit einer gewissen gegenseitigen Verzögerung wirken. Die erste Anordnung mit veränderlichem Volumen, welche sofort nach der öffnung des Hahns 20 in Tätigkeit tritt und den Öffnungsgrad des Drosselorgans 2 zu vergrÖssern sucht, enthält eine durch eine Membran 26 begrenzte Kammer 25, welche eine Druckfeder 27 enthält und

fc durch einen Kanal oder eine Öffnung 28 grossen Querschnitts mit dem Kanal 19 in Verbindung steht. Die zweite Anordnung mit veränderlichem Volumeni welche mit einer gewissen Verzögerung gegenüber der ersten wirksam wird und den Öffnungsgrad des Drosselorgans 2 zu verringern sucht, enthält eine durch eine Membran 26a begrenzte Kammer 25j|, welohe eine Druckfeder 27a enthält und mit dem Kanal 19 über eine kalibrierte öffnung 28a zur Herstellung der Verzögerung in Verbindung steht.

Damit die beiden Anordnungen mit veränderlichem

Volumen gegensinnig auf die Stange 18 wirken können, werden

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zweckmässig mit drei verschiedenen Punkten eines Hebels 29 drei parallele Stangen verbunden, nämlich eine Stange 18, eine an der Membran 26 der ersten Anordnung mit veränderlichem Volumen befestigte Stange 30 und eine an der Membran 26a der zweiten Anordnung mit veränderlichem Volumen befestigte Stange 30_a..

Bei der dargestellten Ausführungsform, bei welcher die Membranen 26 und 26a parallel angeordnet sind, so dass der durch den Kanal 19 übertragene Unterdruck auf jede von ihnen in dem gleichen Sinn wirkt, sind die Stangen 18 und 30a an die beiden Enden des Hebels 29 und die Stange 30 an einen Zwischenabschnitt des Hebels angelenkt, wobei die Stangen 30 und 30a beide auf der der Stange 18 abgewandten Seite des Hebels 29 liegen. Das Volumen der Kammer 25a ist erheblich grosser als das der Kammer 25. Anschläge 31 und 31a begrenzen die Bewegungen der Stangen 30 bzw. 30a.

Die obige Vorrichtung arbeitet folgendfermassen.

Beim Betrieb im Langsamlauf nehmen die verschiedenen !eile des Vergasers die Stellung der Pig. 1 ein. Das Drosselorgan 2 hat seine durch die Schraube 15 eingestellte öffnung, und der Gehalt des dem Motor zugeführten Gemische wird einerseits durch die den Brennstoff ansaugende kalibrierte öffnung 5 und andererseits durch die Luft liefernden kalibrierten öffnungen 7 und 11 sowie durch die den Querschnitt der Ansaugung zu der Leitung 1 regelnde kalibrierte öffnung 8 bestimmt.

Bei der allmählichen öffnung des Drosselorgans 2 gehen di« öffnung 11 oder ihr entsprechende Öffnungen im Falle mehrerer öffnungen allmählich von der strömungsaufwärts liegenden Seite des Drosselorgans 2 auf die strömungsabwärts

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1802102 liegende Seite desselben über, wodurch der Querschnitt der hinter dem Drosselorgan 2 liegenden Öffnungen vergrössert und der Luftdurchtrittsquerschnitt vor diesem Drosselorgan verringert wird. Dies hat parallel zu der Vergrösserung des Querschnitts um das den Luftdurchtritt regelnde Drosselorgan 2 herum eine Vergrösserung der von den Öffnungen 8 und 11 gelieferten Brennstoffmenge zur Folge. Die Anordnung ermöglicht, einen geeigneten Gehalt des von dem Motor während des Öffnungshubes des Drosselorgans 2 angesaugten Gesamtgemische zu erhalten, und zwar bis das Hauptspritzsystem in Tätigkeit tritt.

Unter diesen Betriebsbedingungen wird der

Elektromagnet 21 nicht erregt, solange die Drehzahl des Motors nicht die vorbestimmte Drehzahl erreicht. Die Verbindung zwischen den Kammern 25 und 25a und der Leitung 1 ist daher durch den Hahn 20 unterbrochen· Die beiden Membranen 26 und 26a werden duroh die Federn 27 und 27a an ihr rechtes Hubende zurüokgedrückt.

Wenn nach einer Fahrt mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit &&r Fahrer das Gaspedal in die Langsamlaufstellung zurückgehen lässt, wird offenbar der Elektromagnet 21 erregt, da dann die Drehzahl des Motors grosser als die vorbe-, stimmte Drehzahl ist, welche im allgemeinen grössenordnungsmässig 1300 bis 1400 U/min beträgt. Der Kern 22 bewegt sich in Fig· 1 nach linke und erzeugt die Drehung des Hahns 20, welcher dann die Leitung 1 und den Kanal 19 miteinander in Verbindung setzt. Bei einer Verlangsamung tritt also folgende Erscheinung auf.

Wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt, um das Drosselorgan 2 vollständig zu schliessen, bildet sich der auf

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den Kanal 19 in Folge der öffnung des Hahns 20 übertragene Unterdruck augenblicklich in der Kammer 25 aus und wirkt sofort auf die Membran 26 (siehe Pig. 2).

Vorläufig bleibt die Stange 30a unbeweglich, da die Kammer 25a ein betrachtliches Volumen hat und mit dem Kanal 19 nur über eine sehr kleine öffnung 28a in Verbindung steht. Der in dem Kanal 19 herrschende Unterdruck bildet sich daher in ihr sehr langsam aus. Infolgedessen schwenkt der Hebel 29 um sein Gelenk mit der vorläufig festgehaltenen Stange 30a und erzeugt eine einer erheblich über 1300 U/min liegenden Drehzahl entsprechende öffnung des Drosselorgans 2, welche so eine ausgezeichnete Verbrennung des Gemische und die Erzeugung eines sehr geringen Kohlenwasserstoffgehalts in den Auspuffgasen gestattet, ohne dass der Motor als Bremse für das Fahrzeug wirkt.

Der in dem Kanal 19 herrschende Unterdruck bildet sich jedoch allmählich in der Kammer 25a aus und wirkt dann auf die Membran 26a, welche er nach der linken Seite der Fig. 2 verschiebt, wodurch die Stange 30a und der Hebel 29 angetrieben werden, welch letzterer dann um das Ende der Stange 30 schwenkt, welche einen Festpunkt liefert. Diese Bewegung hat eine geringe Schliessung des Drosselorgans 2 bis in die in Fig. 3 angegebene Stellung zur Folge. Man erhält so eine beschleunigte Langsamlaufstellung, welche etwa 1200 U/min entsprechen kann, was den elektronischen oder mit Fliehkraft arbeitenden Vorrichtungen gestattet, von etwa 1300 U/min an einzugreifen, um den Hahn 20 zu schliessen und die Unterdruokverbindung zwischen der Einlassleitung 1 und dem Kanal 19 zu ·

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unterbrechen. Die beiden Membranen nehmenjäann wieder die Stellung der Pig. 1 ein und das Drosselorgan 2 fällt in seine langsamlaufateilung'zurück. Der Motor des Fahrzeugs kann dann als Bremse wirken.

Die obige Anordnung bewirkt also, dass bei einer Verlangsamung das Drosselorgan 2 während eines kurzen Zeitraums anstatt sofort die etwa 1200 U/min entsprechende Stellung einzunehmen, welche zuviel Kohlenwasserstoffe in den Auspuffgasen erzeugt, während einer nicht vernachlässigbaren Zeit eine erheblich grössere Öffnungsstellung einnimmt (Mg. 2), wodurch der Gehalt an Kohlenwasserstoffen in den Auspuffgasen während der Verlangsamung beträchtlich verringert wird.

Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So kann insbesondere der beschriebene Vergaser mit beliebigen anderen Vorrichtungen zur Begrenzung der atmosphärischen ¥erseuehung kombiniert werden, insbesondere den in der ersten Zusatzanmeldung Nr, 102.501 vom 12. April 196? zu der genannten französischen Patentschrift Nr. 1.526,125 beschriebenen.

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Claims (3)

- 11 - 3588/68 Patentansprüche

1.) Vergaser für Verbrennungsmotoren mit Einrichtungen zur Begrenzung der atmosphärischen Verseuchung durch die Auspuffgase, welche einerseits ein pneumatisches System, welches für den in der Einlassleitung hinter ihrem Drosselorgan herrschenden Unterdruck empfindlich ist und den kleinsten Öffnungsgrad dieses Organs vergrössert, und andererseits für die Drehzahl des Motors empfindliche Einrichtungen umfassen, welche die Verbindung zwischen dem pneumatischen System und der Einlassleitung nur herstellen, wenn die Drehzahl einen vorbestimmten Wert übersteigt, daduroh gekennzeichnet, dass dieses pneumatische System durch zwei Anordnungen mit veränderlichem Volumen gebildet wird, welche gegensinnig und mit einer gewissen gegenseitigen Verzögerung wirken, nämlich eine erste Anordnung mit veränderlichem Volumen (25» 26), welche praktisch sofort nach der Herstellung dieser Verbindung in Tätigkeit tritt und den Öffnungsgrad des Drosselorgans (2) zu vergrb'asern sucht, und eine zweite Anordnung mit veränderlichem Volumen (25a, 26a.}, welche gegenüber der ersten verzögert wirkt und den Öffnungsgrad des Drosselorgans zu verringern sucht·

2.) Vergaser nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass die beiden Anordnungen mit veränderlichem Volumen duroh zwei Kammern (25, 25ji) veränderlichen Volumens gebildet werden, welche mit der Einlassleitung (1) duroh eine Öffnung (28) grossen Querschnitts (erste Anordnung) bzw« duroh eine öffnung (28a) kleinen Querschnitts (zweite Anordnung) verbunden sind, wobei die Kammer (25j|) der zweiten Anordnung

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veränderlichen Volumens vorzugsweise einjgrösseres Volumen als die (25) der ersten Anordnung hat.

3.) Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit drei verschiedenen Punkten ein und desselben Hebels (29) drei parallele Stangen verbunden sind, nämlich eine einen Schliessungsanschlag (17) für das Drossel- · organ (2) der Einlassleitung (1) betätigende Spange (18) und zwei Stangen (30, 30a), welche an den beiden Anordnungen veränderlichen Volumens angehörenden Membranen (26, 26a) befestigt sind.

4·) Tergaser nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Membranen (26, 26a,) parallel angeordnet sind, so dass-der von der Einlassleitung (1) übertragene Unterdruck gleichsinnig auf jede von ihnen wirkt, und dass die den Schliessungsanschlag (17) betätigende Stange (18) und die der zweiten Anordnung veränderlichen Volumens zugeordnete Stange (3Oa) an die beiden Enden des Hebels (29) angelenkt sind, während die dritte Stange (30) an einen Zwischenpunkt dieses Hebels (29) angelenkt ist.

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