DE1816211C3

DE1816211C3 - Vergaser für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1816211C3
Application number: DE1816211A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Maruoka; Kenji Masaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1968-03-30
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1974-05-02
Also published as: DE1816238C3; FR1599396A; GB1254457A; DE1816211B2; DE1816238B2; NL146905B; FR1598603A; GB1254456A; NL6901708A; DE1816238A1; US3590792A; DE1816211A1; US3554173A; NL6901709A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrossclklappe in den Ansaugkanal mündenden Lcerlaufsvstem und einem an dem Leerlaufgemischkanal anschließenden Bypaßkanal, tier stromab des Lcerlaufgemischaustritts in den Antaugkanal mündet und von einem Betriebsparameter ftbhängig gesteuerter) Ventil auf freien Durchfluß getchaltct wird, wobei das Ventil als Doppelsitzventil Ausgebildet, gleichzeitig mit dem Bypaßkanal einen «Lusatzluftkanal aufsteuert, der Luft zu dem im Lcerlaufsystem erzeugten Gemisch führt.

Es ist ein Vergaser dieser Bauart bereits vorgeschlagen worden, bei dem das Doppelsitzventil mit tiilfe eines Elektromagneten in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl geöffnet wird, das heißt, stets oberhalb einer kritischen Drehzahl offen ist. Diese Art der Betätigung des Doppelsitzventil bedingt nicht nur eine verhältnismäßig komplizierte elektrisehe Schaltung für die Ermittlung der Grenzdrehzahl, sondern führt auch dazu, daß das Doppelsitzventil nicht nur bei Schiebebetrieb, sondern auch z. B. bei Vollosibctricb. da. heißt, hei allen Drehzahlen oberhalb eines vorzugebenden Grenzwerts geöffnet ,st.

Es ist ferner ein Vergaser bekannt der sich um der ciiiLi iiifis Ivschriebenen Gattung lediglich dadm.-h unterscheidet, daß kein Zusatzluftkanal vorgesehen ist wobei ledk-liL-h an das Leerluufsystem ein Byp..:·=- system angeschlossen ist, das über ein Rückschlagventil Besteuert ist. das in Abhängigkeit des stron...n der Häupulrosselklappe herrschenden Drucks lvi Schiebebetrieb den Bvpaß aufstellen. Bei einer derartigen Ausuesialuinü erhält die Maschine ein -.u brennstofTreiches Gemisch, wodurch bei voller W-brennung des Gemischs bei Schiebebetrieb von c!-r Maschine eine noch ?n große relative Antriebskra:! geliefert wird, wodurch die Bremswirkung erhebli.'i beeinträchtiat wird.

Aufgabe der Erfindunt! ist es, die Steuereinrichtung für das Bypaßsysiem so zu verbessern, daß der Betriebszustand des Schicbebetriebs eindeutiger erfaßt wird und der Maschine ein für den Schiebebetrieb optimales Gemisch /,iii-fuhrt wird.

Diese Aufuak ι*; dadurch gelöst, daß das Veniii über ein pneumatische·- Stellglied betätigt ist, dessen Steuerdruckraum mit dem stromab der Hauptdros^eiklappe lieu-nden Ab-chniti des Ansaugkanals verbunden ist.

Diese Maßnahmen führen dazu, daß lediglich in einem bestimmten Bereich, nämlich bei Schiebebetrieb das Ventil betätigt wird, während es boi allen anderen Betriebszuständen der Maschine geschlossen ist. Der Bereich des Schiebebetriebs wird dadurch klar erfaßt und gleichzeitig der Vorteil der Zuschaltung von Zusatzluft beibehalten, deren Aufgabe es nicht nur ist, ein zu kräftiges Gemisch bei Schiebebetrieb zu verhindern, sondern ferner den Unterdruck in der Ansaugleitung auf einen optimalen Wert zu bringen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Zusatzluftkanal stromab des Steuerdiucknuims eine Einheit mit einer Steuerdrucklcitung bildet und über eine in einen Bezugsdruckraum des pneumatischen Stellglieds mündende Öffnung mit der Atmosphäre bei in Offcnsicllung befindlichem Ventil über im Stellglied vorgesehene Öffnungen verbunden ist.

Die Zusatzluft wird hier also über einen vom Lcerlaufgemischkanal unabhängigen Kanal angesaugt, so daß eine genauere Steuerung des Anteils an Gemisch aus dem Lccrlaufgemischkanal und an Zusatzluft möglich ist. Demgegenüber ist im Falle des eingangs beschriebenen vorgeschlagenen Vergasers die Anordnung so getroffen, daß eine an den Lcerlaufgcmischkanal angeschlossene Zweigleitung und eine Zusalzluftlcitung in eine gemeinsame Kammer münden und aus dieser dann Leerlaufgemisch und Zusatzluft gemeinsam angesaugt werden, so daß eine optimale Einsteilung der gegenseitigen Anteile nicht möglich ist.

Die Erfindung wird im feilenden an Hand schematischcr Zeichnungen näher erläutert.

F i g. I ist ein Teilschnitt einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 ist ein der F i g. 1 entsprechender Schnitt einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 3 ist eine Abwandlung des bei ilen beiden Ausführungsformen nach den F i g. 1 und 2 verwendeten Ventils.

Bei beiden Ausführungsformen ist der Vergaser im Zustand für Leerlaufbetrieb bei im wesentlichen .vollständig geschlossener Drosselklappe dargestellt.

Die Drosselklappe JO kann derjenigen Bauart sein, die gewöhnlich beim herkömmlichen Vergaser verwendet wird und die drehbar auf einer Welle 1! sitzt. Das Drennstoflgemisch für Leerlauf und Langsamlaiif wird über den Kanal 18 dem Langsamlauf austritt 19 und dem Leerlaufaustritt 20 zugeführt, aus denen beiden das Gemisch während des Leerlaufbctriebs des Kraftfahrzeugs stromabwärts oder unterhalb der Drosselklappe 10 in den Vergaser eintreten kann.

Da die Leerlaufgemischmenge bei Schiebebetrieb, das heißt, geschlossener Drosselklappe und hoher Drehzahl für optimale Verbrennung nicht ausreicht, wird zur Verringerung des Anteils an Kohlenwasserstoffen in den Abgasen die Gemischmenge erhöht.

Dabei ist jedoch zu beachten, daß der sich bei Schiebebetrieb einsteilende hohe Unterdruck nicht soweit erniedrigt wird, daß die Bremswirkung der Maschine beeinträchtigt wird. Andererseits wurde festgestellt, daß der Kohlcnwasserstoffgehak unabhängig vom Ansaugleitungsunterdruck unterhalb etwa 530 mm Hg auf einem merklichen tiefen Niveau gehalten wird, während er bei höherer. Unterdrücken sehr rapide ansteigt. Da jedoch ein Unterdruck von etwa 530 mm Hg, wie er gewöhnlich bei Leerlauf auftritt, für Motorbremsung zu niedrig ist. sollte daher der Ansaugleitung* unterdruck auf einen Punkt vermindert werden, bei dem die Fahrtüchtigkeit des Kraftfahrzeugs in keiner Weise beeinträchtigt wird. In diesem Sinne läge die vernünftige Höhe, auf die der Ansaugleitungsunterdruck verringert werden sollte, allgemein in der Nachbarschaft von 600 mm Hg. Eine derartige Steuerung von Unterdruck und Gcinischmenge läßt sich durch die folgenden Maßnahmen erreichen.

Gemäß F; g. 1 ist im Lccrlaufgemischkanal stromauf des Lecrlaufgemischaustritts 20 ein dutch ein pneumatisches Stellglied betätigtes Ventil 22 <!. D:>s Ventil 22 d ist durch eine Membran 23 in 7wci verschiedene Kammern 24 und 25 unterteilt, von <lenen die eine als Steuerdruckraum 25 über eine '/.usatzluftleitung 40 und eine Düse 41 mit einem Ziisutduftaustritt 42 verbunden ist. Die Membran 23 ist auf ihrer einen Seite mit einer Schraubenfeder 26 und auf ihrer anderen Seite mit einer Ventilnadel 21 verbunden. Der als Kammer bezeichnete Rezugsdruckraum 24 des Ventils 22 d ist durch den Einlaß 45 ζιπ Atmosphäre geöffnet. Der Durchlrittsspirlt /wischen der ventilnadfil 21 und der Innenwand des Purchgangs zu dem Lecrlaurgemischaustritt 20 wird im wesentlichen durch die Verengung 39 gesperrt. Die Membran 23 ist mit Löchern 47 versehen, durch die die Kammern 24 und 25 miteinander in Verbindung stehen.

Die Membran 23 wird während des Leerlavfbetriebs des Kraftfahrzeugs, bei dem der Ansaupleitungsuntcrdruck auf einem selchen Niveau gehalten wird, daß der Druck der Schraubenfeder 26 nicht überwunden wird, gegen ücn Ventilsitz 46 gedrückt, so daß vom Einlaß 45 zugeführtc Zusatzluft daran gehindert ist, in die Kammer 25 einzutreten. Wird die Membran 23 in dieser Lage gehalten, so befindet sich die Ventilnadel 21 in der Zeichnung in ihrer äußersten rechten Stellung, das heißt, in der dem Lecrlaufgemischaustritt 20 am nächsten liegenden Stellung, so daß die durch den I-eerlaufgemischaustritt strömende Gemischmenge auf ein für diesen Betriebszustand optimale· Minimum reduziert ist.

Demgegenüber steigt bei Schiebebetrieb der Ansaugleitungsunterdruck steil auf eine Höhe (650 mm Hg oder mehr) an, die groß genug ist, die Membran 23 gegen die Wirkung der Feder 26 in Richtung auf die Kammer 25 zu ziehen, so daß die Kammern 24 und 25 miteinander in Verbindung kommen, während die Ventilnadcl 21 von dem Leerlaufgemischaustntt 20 wegbewegt wird. Daraus ergibt sich, daß Zusatzluft durch die Löcher 45, die Zusatzluftleitung 40 und die Düse 41 in den Zusatzluftaustritt 42 geführt und gleichzeitig der Durchtrittsspalt zwischen der Ventilnadel 21 und der Innenwand des Leerlaufcemischaustritts 20 vergrößert wird. Somit wird der Ansaugleitungsunterdruck in einem gewünschten Maß herabgesetzt, vorzugsweise auf etwa 600 mm Hg, und zwar einerseits durch Luft, die vom Zusatzluftaustritt 42 abgegeben wird und andererseits dadurch, daß die von dem Lecrlaufgemischaustritt abgegebene Brennstoffmenge vergrößert wird. Diese kombinierten Wirkungen des verringerten Ansaugleitungsun''-rdrucks und der vergrößerten Brennstoffgemischmenge führen zu einem optimalen Luft-Brennstoff-Verhältnis.

Die durch den Zusatzluftaustritt -.2 zugeführte Luftmenge ist durch die Festlegung des Durchmessers d.T Düse 43 einstellbar.

In der Fig. 2 ist eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß F i g. 1 gezeigt, bei der die Vcntilnadel für die Regulierung der Ströme des Brennstoffgemischs und der Luft durch die Austritte 20 und 42 elektrisch mit Hilfe eines Elektromagneten gesteuert wird, der durch ein als Schalter ausgebildetes pneumatisches Stellglied betätigt wird. Das allgemein mit 29' bezeichnete Ventil besitzt generell einen Elektromagneten 48. eine Ventilnadcl 21 ä, einen Ventilsitz 46' und eine Schraubenfeder 26'. Die Feder 26' arbeitet in der Weise, daß die Vcmilnadcl 21 d normalerweise in einer Stellung gehalten wird, bei der der Leerlaufgemischaustritt 20 im wesentlichen geschlossen ist. Das Ventil 29' hat Kammern 24' und

·»= 25'. die bei Normalbetrieb durch eine Ventilpla'.ie am Nadelventil 21 d voneinander getrennt sind Die Saugkammer 24' kommuniziert mit der Ansaugleitung über eine Zusatzluftleitung 40 die über die Düse 41 und den Zusatzluftaustritt 42 in die Ansaugleitung mündet. Die Atmosphärenkammer 25' wird von der Atmosphäre belüftet und ist innerhalb des Elektromagneten 48 angeordnet und von der Schraubenfeder 26' durchsetzt. Der Elektromagnet 48 ist durch einen elektrischen Stromkreis 49 über eine Energiequelle 51 mit dem Stellglied 50 verbunden. Das Stellglied 50 ist durch eine Membran in zwei verschiedene Kammern 52 und 53 unterteilt. Die Kammer, oder genauer, die Atmosphärenkammer 52 besitzt im Innern einen Satz von beweglichen und stati«;-^i;.ren Kontakten 5^ und 55. von denen der bewegliche Kontakt

54 mit der Membran 23' verbunden ist. Der Stcucrdruckrauf.i 53 hat im Innern eine Schraubenfeder 56, die mit der Membran 23' verbunden ist und die durch eine Leitung 57 mit der Ansaugleitung verbunden ist.

Die Feder 56 öffnet bei Normalbctricb über die Membran 23' den von dem beweglichen Kontakt 54 und

55 gebildeten Schalter, so daß der Elektromagnet 48 spannungslo? bleibt und die Ventilnadcl 21 d in einer Stellung gehalten ist, bei der der Zusatzluftaustritt 42 geschlossen ist.

Die Membran 23' schließt während des Schiebebetriebs des Kraftfahrzeugs unter der Einwirkung des Unterdrucks und gegen die Wirkung der Schrauben-

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feder 56 die Kontakte 54 und 55 und erregt dadurch den Elektromagnet Λ8 des Ventils 29'. Dies führt dazu, daß einerseits die Ventilnadcl 21 ti gegen die Wirkung der Feder 26' von dem Austritt 20 weggezogen wird und andererseits die durch die L.uftöffnung 27' eintretende Zusatzluft über die Löcher 60 und 61 in den erweiterten Abschnitt 62 des Nadelventils bzw. den Ventilsitz 46' in die Zusatzluftleitung 40 eintreten kann. Die Zusatzluft umströmt dabei die Wicklung des Elektromagneten und kühlt diesen.

Es ist weiterhin für die Verringerung des Kohlcnwasscrstoffgchalts in den Abgasen einer Brennkraftmaschine vorteilhaft, das Luft-Brennstoff-Verhältnis während des Schiebebetriebs kontinuierlich mit der Abnahme der Drehzahl zu verringern. Hierfür ist es notwendig, daß die durch den Leerlaufgemischaustritt zu führende Gemischmengc kontinuierlich proportional der Abnahme der Drehzahl vergrößert wird. Hierzu ist die Ventilnadcl 21 b gemäß F i g. 3 an dem den Bypaß steuernden Ende als Doppelkegel 21 ft' ausgebildet sein, dessen Spitzen gegeneinander weisen unc der mit einer Verengung 43 im Lcerlaufgemischaus· tritt zusammenwirkt. Bewegt sich die Ventilnadel ir der Zeichnung nach links, das heißt, von dem Leerlaufgemischaustritt 20 weg, kann der aus dem Kann 18 zugeführte Brennstoff in einer Menge in der Langsnmlaufgcmischaustritt 20 eintreten, die in den Maße allmählich abnimmt, in dem die gegenkoniscln Spitze 21 b' die Verengung 43 passiert. Da die zwi

ίο sehen der gegenkonischen Spitze 21 b' und der Vcr engung 43 durchströmende Brcnnsloff-Luflgemisch menge gesteuert ist. kann das Luft-Brennstoff-Ver hältnis des Gcmischs bei einer von einer niedrige: Drehzahl ausgehenden Verzögerung verhältnismäßig niedrig und bei von einer hohen Drehzahl ausgehen den Verzögerung verhältnismäßig hoch sein. De Durchrittsspalt zwischen der gegenkonischen Spitz« 21 b' und der Verengung 43 ist durch Festlegung dt Maßes bestimmt, um das Ventil 22d bzw. 29' in dl·

ao Vergaserwand geschraubt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Ar.

Claims

1 816 2Ii Patentansprüche:

1. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem stromab tier willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe in den Ansaugkanal mündenden Leerlaufsystem und einem an dem Leerlaufgcmischkanal anschließenden Bypaßkanal, der stromab des Leerlaufgemischaustritts in den Ansaugkanal mündet und von einem Betriebsparameter abhängig gesteuerten Ventil auf freien Durchfluß geschaltet ist, wobei das Ventil als Doppelsitzventil ausgebildet, gleichzeitig mit dem Bypaßkanal einen Zusatzluftkanal aufsteuert, der Luft zu dem im Leerlaufsystem erzeugten Gemisch führt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (22 d; 29') über ein pneumatisches Stellglied (23; 23') betätigt ist, dessen Steuerdruckraum (25; S3) mit dem stromab der Hauptdrosselklappe (10) liegenden Abschnitt des Ansaugkanals verbunden ist.

2. Vergaser nach Patentanspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzluftkanal (40) stromab des Steuerdruckraums (25) eine Einheit mit einer Steuerdruckleitung bildet und über eine in einen Bezugsdruckraum (24) des pneumatischen Stellglieds mündende öffnung (45) mit der Atmosphäre bei in Offenstellung befindlichem Ventil über im Stellglied vorgesehene Öffnungen (47) verbunden ist.

3. Vergase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Stellglied (23') über einen elektrische:. Kontakt (54) bei Schiebebetrieb einen das Doppelsitzventil betätigenden Elektromagneten (*<») an Spannung legt

4. Vergaser nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluft als Kühlluft für die Magnetspule diese durchströmt.

5. Vergaser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Bypaßkanalquerschnitt steuernde Abschnitt des Doppelsitzventils vo.i einem Doppelkegel (21 b') gebildet ist, dessen Spitzen gegeneinander weisen.

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