DE1919516A1 - Vergaser mit Bremskraftstoffkreis - Google Patents

Description

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4 DÜSSELDORF! PATENTANWÄLTE

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^{10 l66} Datum: 14. April|l969

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha

No. 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi-ken, Japan

Vergaser mit Bremskraftstoffkreis

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Ottomotoren von Kraftfahrzeugen und insbesondere eine Vorrichtung zur Regulierung des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei Bremsung des Motors.

Die öffnung des Drosselventils eines Vergaöers bei der Fahrtverlangsamung eines Kraftfahrzeuges durch Motorbremsung ist ähnlich wie beim Leerlauf, doch ist die Drehzahl der Maschine höher. Da sowohl die Gesamtmenge als auch das Mischungsverhältnis des dem Motor zu diesem Zeitpunkt zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemischs die gleichen sind wie beim Leerlauf, wird die Menge für jeden Arbeitstakt geringer, je höher die Drehzahl und je kleiner die den Zylindern zugeführte Menge des Luft-Kraftstoff-Gemischs ist. Darüber hinaus führt das Restgas zu einer Verdünnung des Gemische, so daß eine Gemischzündung durch die Zündkerzen unmöglich wird. Somit erfolgt eine "Nachverbrennung", das heißt, es entsteht eine Situation, in der das in den Zylindern noch nicht verbrennte Gas im Auspuff zur Verbrennung gelangt oder in der das noch nicht vollständig ausgebrannte Kraftgemisch zur Luftverschmutzung führt.

Es 1st bekannt, beim Bremsen durch den Motor bzw. bei der Fahrtverlangsamung die öffnung der Drosselklappe größer zu halten als beim Leerlauf und darüber hinaus die Schließbewegung der Drosselklappe zu verlangsamen, um ein "Spucken" oder Aussetzen des Motors zu verhindern«, Diese Praktik hat jedoch im Hinblick

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auf Fehlzündungen die Nachteile, daß einmal die Einstellung der optimalen Luftmenge bei der Motorbremsung schwierig ist, daß zum anderen der Bereich des vollständigen Ausbrandes des Luft-Kraftstoff-Gemischs bei der Motorbremsung sehr eng und nur sehr schwer einzustellen ist und daß es schwierig ist, bei Talfahrten, bei denen die Motcrbremsung relativ lang andauert, gute Ergebnisse zu erzielen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser zu schaffen, bei dem unter Bedingungen der Motorbremsung oder Fahrtverlangsamung unabhängig vom Leerlaufbetrieb bzw. vom Betrieb mit niedriger Drehzahl ein ausreichendes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechterhalten werden kann. Weiterhin bezweckt die Erfindung die Schaffung eines verbesserten Kraftstoffsystems, bei dem Fehlzündungen nahezu vollständig vermieden und ausgeschaltet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Vergaser mit einer Vorrichtung zur Regulierung bzw.Steuerung des Luft-Kraftstoff-Gemischs beim Abbremsen des Motors vorgesehen, der neben einem Luftkreis für.den Betrieb des Motors im Leerlauf und mit niedriger Drehzahl mit Einmündung in die Lufteinlaßleitung des Vergasers unterhalb der Drosselklappe einen weiteren Kraftstoffkreis zur Fahrtverlängsamung besitzt, der einen Teil des Lufteinlaßkanals oberhalb der Drosselklappe mit einem Teil, unterhalb der Drosselklappe verbindet und eine zusär.zliehe Menge an Luft-Kraftstoff-Gemisch zuführt,wobei in diesen Zusatzkreis ein Ventil eingeschaltet ist. Dieses in Normalstellung geschlossene Ventil wird geöffnet,wenn ein Unterdruck im fuftkanal unterhalb der Drosselklappe entsteht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen; es zeigt:

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Pig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Vergaser;

Pig. 2 einen gegenüber der Ausbildung in Figur 1 abgeänderten Lufteinlaßteilj

Fig. 3 ein Schaltschema der elektrischen Teile einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Vergasers.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Vergaser 1 vermischt sich beim Betrieb mit hoher Drehzahl die in den Lufteinlaßkanal 2 eingesaugte Luft mit dem Kraftstoff, der über eine in einen Vorzerstäuber 3 einmündende HauptdUse 4 zugeführt wird,worauf das entstandene Gemisch über einen Lufttrichter 5 in die Zylinder des Verbrennungsmotors geleitet wird. Eine Drosselklappe 6 dient der Regulierung der in die Zylinder einzuspeisenden Menge des Luft-Kraftstoff -Gemischs .

Durch eine Bohrung 9 zwischen dem oberen Teil des Lufteinlaßkanals 2 in der Nähe des Vorzerstäubers 3 und einer Niedrigdrehzahlöffnung 8 in Form eines schmalen Schlitzes in der Nähe der Drosselklappe 6 wird ein Kraftstoffkreis für den Leerlauf- und Niedrigdrehzahlbetrieb geschaffen. Im oberen Ende der den Niedrigdrehzahl-Kraftstoffkreis bildenden Bohrung 9 befindet sich ein Niedrigdrehzahl-Lufteinlaß 7. Von einer nicht dargestellten Schwimmerkammer aus strömt Kraftstoff F durch eine Nebendüse Io und vermischt sich mit der Luft, die vom Lüfteinlaßkanal 2 durch einen weiteren Niedrigdrehzahl-Lufteinlaß 11 mit Anordnung in fast der gleichen Lage wie der bereits beschriebene Niedrigdrehzahl-Lufteinlaß 7 einströmt und sodann durch eine Spardüse 12 in die Bohrung 9 des Leerlauf- und Niedrigdrehzahl-Kraftstoffkreises gelangt, um zusammen mit der über den zweiten Niedrigdrehzahl-Lufteinlaß 7 eingespeisten Luft das für den Leerlauf- oder Niedrigdrehzahlbetrieb erforderliche Gemisch herzustellen.Direkt unterhalb der Niedrigdrehzahleffnung 8 befindet sich eine Leerlauföffnung 13,die mit dem Kraftstoffkreis für Leerlauf-Niedrigdreh-

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zahlbetrieb in Verbindung steht und deren Querschnitt mittels einer Leerlaufreguliernadel 14 verändert werden kann.

Für eine Fahrtverlangsamung steht ein Bremskraftstoffkreis zur Verfügung, der aus einem oberen Abschnitt 24a und einem unteren Abschnitt 24b besteht und zwischen einer öffnung 21 oberhalb des VorZerstäubers 3 und damit oberhalb der Drosselklappe 6 und einer öffnung 22 unterhalb der Leerlauföffnung 13 und somit unterhalb der Drosselklappe 6 liegt. Im unteren Abschnitt 24b ist ein Ventil 23 eingebaut. An die Stelle der öffnung 21 kann ein in den Lufteinlaßkanal 2 gemäß Figur 2 hineinragendes Lufteinlaßrohr 21' treten.

Zum Einstellen der in den oberen Abschnitt 24a eintretenden Luftmenge ist eine Bremsluft-Reguliernadel 25 angeordnet. Der obere Abschnitt 24a über dem Ventil 23 steht über einen Kanal mit einer Quelle für das Luft-Kraftstoff-Gemisch für die Fahrtverzögerung in Verbindung,die genau so aufgebaut ist, wie die Gemischquelle für den Leerlauf- und Niedrigdrehzahlbetrieb. Der von der Schwimmerkammer über eine Bremsdüse 16 herangeführte Kraftstoff F^f vermischt sich mit der Luft, die vom Lufteinlaßkanal 2 durch einen ersten Bremslufteinlaß 17 mit Anordnung in fast der gleichen Lage wie ein zweiter Bremslufteinlaß 19 in Richtung auf den Lüfteinlaßkanal 2 einströmt und sodann durch eine Spardüse 18 in den unteren Abschnitt 24b des Bremskraftstoffkreises gelangt, um zusammen mit der über den zweiten Bremslufteinlaß 19 und den Kanal 26 eingespeisten Luft das für die Fahrtverlangsamung durch Motorbremsung erforderliche Luft-Kraftstoff-Gemisch herzustellen. Eine im Kanal 26 angeordnete Bremsgemisch-Reguliernadel 27 dient dazu, den Querschnitt des Kanals 26 zu. verändern.

Der Ventilkörper 31 des Ventiles 23 ist mit einer Membrane 33 einer vakuumempfindlichen Vorrichtung 32 gekoppelt. Die Membrane 33 trennt eine erste Membrankammer 34,die mit dem unteren Abschnitt 24b in Verbindung steht, von einer über ein Rohr 36 und eine

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öffnung 37 mit der Ansaugleitung 4o in Verbindung stehenden Membrankammer 35» so daß das Ventil 2 entsprechend dem in der Ansaugleitung 4o herrschenden Unterdruck ein öffnen oder Schließen des Ventilquerschnittes durch den Ventilkörper 31 bewirken kann. Eine Regulierschraube 38 dient zur Einstellung der Vorspannkraft einer Feder 39 zur Vorspannung der Membrane 33·

Beim Leerlauf, beim Normalbetrieb oder bei der Beschleunigung der Maschine liegt der Unterdruck in der Ansaugleitung 4o im Bereich zwischen -0 und -53o mm Quecksilbersäule bezogen auf den atmosphärischen Druck. Unter diesen Bedingungen ist das Ventil 23 (wie in Figur 1 gezeigt) geschlossen; der Kraftstoffkreis für den Leerlauf- und Niedrigdrehzahlbetrieb arbeitet in bekannter Art und Weise.

Bei Vergrösserung des Unterdruckes (normalerweise im Bereich zwischen -630 und -660 mm Quecksilbersäule) in der Ansaugleitung 4o infolge einer Motorbremsung bewegt sich die Membrane 35 der unterdruckempfindlichen Vorrichtung 32 entgegen der Vorspannkraft der Feder 39 und bewegt hierbei den Ventilkörper 3I in die gestrichelte Lage,womit ein öffnen des Ventils 23 erfolgt. Dementsprechend strömt Luft von der öffnung 21 in die Ansaugleitung 4o₍und zwar über den oberen und unteren Abschnitt 24a und 24b des Bremskraftstoffkreisesj das Jetzt geöffnete Ventil 23 und die öffnung 22. Nunmehr dient der im unteren Absehnitt 24b sich bildende Unterdruck dazu, unabhängig vom Kraftstoffkreis für den Leerlauf- und Niedrigdrehzahlbetrieb zusätzlichen Kraftstoff durch die Spardüse 18 anzusaugen. Das durch den Kanal 26 strömende Luft-Kraftstoff-Gemisch vermischt sich mit der vom oberen Absehnitt 24a kommenden Luft.

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Dieses Luft-Kraft-Gemisch wird nunmehr durch das jetzt geöffnete Ventil 23 und die öffnung 22 zusätzlich in die Ansaugleitung eingespeist, so daß das dem Motor zur Verfügung gestellte Gemisch

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einen für die Motorbremsung bzw.Fahrtverlangsamung ausreichenden Pettigkeitsgrad aufweist, obgleich das von dem Kraftstoffkreis für Leerlauf- und Niedrigdrehzahlbetrieb gelieferte Luft-Kraftstoff-Gemisch für eine Zündung unzureichend ist. Somit lassen sich PiihlZündungen beim Abbremsen des Motors mit Sicherheit verhindern. Die Bremsgemisch-Reguliernadel 2? und die Bremsluft-Reguliernadel 25 können jeweils so eingestellt werden, daß ein Zusatzgemisch mit der jeweils gewünschten Fettigkeit hergestellt wird. . -

Die vorstehenden Ausführungen zeigen klar und deutlich, daß sieh sowohl der übliche Kraftstoffkreis für Leerlauf- und Niedrigdrehzahlbetrieb als auch der Kraftstoffkreis für Fahrtverlangsamung bzw.Motorbremsung,die getrennt voneinander angeordnet sind, niemals störend und nachteilig beeinflussen und daß diese Kreise ihre Funktionen in völliger Unabhängigkeit voneinander jeweils vollständig den Anforderungen entsprechend erfüllen können. Die bauliche Anordnung sowie die Herstellung der beiden Kreise können in Anpassung an die jeweils optimalen Bedingungen erfolgen.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, einen konventionellen Vergaser lediglich durch geringfügigen Un.bau mit geringem Kostenaufwand mit dem Bremskraftstoffkreis zu versehen.

Zur Betätigung des Ventils 23 kann ein Magnetventil vorgesehen werden, dessen Spule in Reihe mit einem Schalter angeordnet ist/ der über eine Vorrichtung mit Negativansprechung mechanisch betätigt wird. Eine derartige Ausführungsform zeigt die Figur 3· Die Membrane 33' der vakuumempfindlichen Vorrichtung 32',die auf der einen Seite mit dem Unterdruck in der Ansaugleitung 4o über die öffnung 37 beaufschlagt wird, trägt einen überbrückungskontakt eines Schalters kl, der in den Eri^erstromkreis eines Magnetventils 23' eingeschaltet ist. Bei Motorbremsung bewirkt der Unterdruck in der Ansaugleitung 4o das Schließen des Schalters 41,so daß von einer Batterie 42 Strom zur Spule 43 des Magnet-

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ventils 23' fließt. Ein jetzt magnetisierter Kern 44 zieht den Ventilkörper ~$V gegen die Vorspannung einer Feder 45 an und stellt so eine Verbindung zwischen den Abschnitten 24a und 24b. des Bremskraftstoffkreises her. Der Erregungszustand der Magnet·*· spule 43 kann durch eine Signallampe 46 angezeigt werden. Bei der in Figur 3 dargestellten AusfUhrungsform wird die Luft dem Motorbremskreis durch einen Luftfilter 52 mit Filtereinsatz 51* der auf dem Vergaserkörper montiert ist, zugeführt. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß die vakuumempfindliche Vorrichtung 32' einschließlich des Schalters und des Magnetventils 23' einerseits und desr Magnet andererseits getrennt voneinander montiert werden können.

Die Figur 4 zeigt das Verhältnis zwischen der Drehzahl N eines Motors und dem Unterdruck P in der Ansaugleitung, wobei die durchgezogene Linie das Verhältnis unter Leerlaufbedingungen und die gestrichelte Linie das Verhältnis bei der Fahrtverlangsamung bzw. bei der Motorbremsung darstellt. Wird die Vorrichtung mit negativer Ansprechung gemäß Figur 1 oder Figur 3 so eingestellt, daß sie bei -A mm Quecksilbersäule anspricht, so bleibt sie so lange betriebswirksam, bis die Maschine auf B Umdrehungen pro Minute heruntergebremst ist.

Normale T*stfahrten eines Mittelklasse-Personenkraftwagens mit fünf Personen und einem Motor von I500 ecm in den Strassen einer Stadt bzw. in Vorstadtstrassen zeigten, daß Motorbremsungen am häufigsten bei normalen Geschwindigkeiten, nämlich bei Geschwindigkeiten im Bereich zwischen 4o und 60 km/h zu verzeichnen waren und während der für diese Fahrtverlangsamungen erforderlichen Zeit bei den genannten Geschwindigkeiten bis zu 19$ der Gesamtlaufzeit ausmachten. Die gesamte Motorbremszeit in einem Test betrug 3l# der Gesamtlaufzeit. -Andererseits wurde bei der Beobachtung der Maschine auf dem Prüfstand festgestellt, daß eine starke Tendenz zu KerzenfehlZündungen bestand und daß der Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei Drehzahlen entsprechend den

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vorgenannten Geschwindigkeiten, d.h. Im Bereich zwischen 25oo und 3ooo Umdrehungen pro Minuten«sehr eng war. Diese durch Motorbremsung bedingten Fehlzündungen wurden fast nahezu ausgeschaltet, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit dem nach der Erfindung richtigen Mischungsverhältnis zugeführt wurde. Weiterhin lassen sich nach der Vorliegenden Erfindung Verbesserungen lh der Kraftstoff zerstäubung und -Vermischung auoh unter Leerlauf-, Normaliauf* oder Besohleunigungsbedingungen erzielen·

ORIGINAL INSPECTED

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Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ( 1 .^Vergaser fUr einen Automotor mit einem Einlaßkanal, der in ^^ eine Ansaugleitung mündet und eine Drosselklappe aufweist, mit einem Leerlauf- und Niedrigdrehzahl-Kraftstoffkreis mit unterer Einmündung in den Lufteinlaßkanal, gekennzeichnet durch:

   a) einen zusätzlichen Kraftstoffkreis (24a, 24b) zur Verbindung eines Teils des Lufteinlaßkanals (2) oberhalb der Drosselklappe (6) mit einem Teil dieses Kanals unterhalb der Drosselklappe (6), der im wesentlichen parallel mit dem Leerlauf- und Niedrigdrehzahl-Kraftstoffkreis angeordnet ist; .

   b) ein Ventil (25) in dem zusätzlichen Kraftstoffkreis (24a, 24b)j

   o) einen Kraftstoffversorgungskanal (26) mit Anschluß am zusätzlichen Kraftstoffkreis (24a, 24b) und

   d) eine Vorspannvorrichtung (39), um das Ventil (23) in Normalstellung geschlossen zu halten, wobei das Offnen des Ventils (23) in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ansaugleitung (4o) erfolgt.
2. 2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl das

   Ventil (23) einen Elektromagneten mit Erregerspule (43) umfaßt, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Unterdruck im Luftkanal unterhalb der Drosselklappe (t) erregt wird.
3. 3. Vergaser naoh Anspruch Ii gekennzeichnet duroh eine Lufteinlaßleitung für den zusätzlichen Bremskraftstoffkreis,die sich In den Lufteinlaßkanal (2) hinein erstreckt.