DE19607165A1

DE19607165A1 - Carburettor attachment for IC engine fitted with regulated exhaust gas catalyser

Info

Publication number: DE19607165A1
Application number: DE19607165A
Authority: DE
Inventors: Christian Fallert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-08-28

Abstract

The attachment is fitted to a carburetter with a piston or slider (5) and a jet needle and has an electrical or electromagnetic setting mechanism (7) for displacement of the jet needle in dependence on the output signal rom the lambda probe of the exhaust gas catalyser. The electrical or electromagnetic setting mechanism can be incorporated in the cover (3) of the carburetter, for operation of the jet needle independent of the piston or slider.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur geregelten Katalyse der Abgase eines Verbrennungsmotors und insbesondere einen Nachrüstsatz für einen konventionellen Vergaser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for regulated catalysis of the exhaust gases of an internal combustion engine and especially a retrofit kit for a conventional one Carburetor according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, in Abhängigkeit von Meßsignalen einer Lamda-Sonde die Kraftstoffzufuhr zu einer Gemischbildungseinrichtung derart zu beeinflussen, daß der Sauerstoffanteil im Abgas λ = 1 ist. Bei derartigen Gemischbildungseinrichtungen wird die Kraftstoffmenge zusammen mit einem vorbestimmten Luftanteil über ein Einspritzventil in den Brennraum des Motors eingespritzt, wobei die Kraftstoffmenge entsprechend dem Ausgangssignal der Lamda-Sonde von einer Regelungselektronik zugemessen wird.It is known, depending on measurement signals Lamda probe the fuel supply to one Influence mixture formation device in such a way that the Oxygen content in the exhaust gas λ = 1. With such Mixture formation becomes the amount of fuel together with a predetermined proportion of air Injector injected into the combustion chamber of the engine, the amount of fuel corresponding to the output signal the Lamda probe is measured by control electronics becomes.

Grundsätzlich ist mit der bekannten Regelungselektronik auch ein Vergasermotor steuerbar, wobei hierzu am Vergaser zusätzliche Stellglieder zur Beeinflussung der Kraftstoff- und Luftmenge vorgesehen sind, welche den Vergaser jedoch sehr aufwendig machen. Da bisher bei einem Vergasermotor zum Einbau eines geregelten Katalysators der vorhandene Vergaser gegen einen derartigen, durch die sogenannte Ecotronic elektrisch gesteuerten Vergaser ausgewechselt werden muß, ist ein Nachrüsten von Fahrzeugen mit Vergasermotoren mit einem elektronisch geregelten Katalysator zeit- und kostenaufwendig. Insbesondere bei Motorrädern mit Vergasermotoren erweist es sich als äußerst schwierig, aufgrund des beschränkten Platzangebots sowie der durch das Motorraddesign vorgegebenen Bauraumgeometrie elektronisch geregelte Vergaser mit anderen Abmessungen und Geometrien als die Originalvergaser einzusetzen. Basically, with the known control electronics also a carburetor engine controllable, for this purpose on the carburetor additional actuators to influence the fuel and air volume are provided, which, however, the carburetor make it very expensive. So far with a carburetor engine for the installation of a regulated catalyst the existing one Carburetor against such, by the so-called Ecotronic electrically controlled carburetor replaced must be retrofitted with vehicles Carburetor engines with an electronically controlled Catalyst time and cost consuming. Especially at Motorcycles with carburettor engines prove to be extremely difficult due to the limited space available as well the installation space geometry specified by the motorcycle design electronically controlled carburettors with other dimensions and Using geometries as the original carburetor.

Zur Lösung dieses vorstehend genannten Problems schlägt beispielsweise die DE-GbM 90 14 176 eine Vorrichtung zur Katalyse der Abgase eines Verbrennungsmotors vor, die ein externes Luftventil zusätzlich zu dem bestehenden Vergaser vorsieht. Dieses Luftventil ist dabei in einem zwischen dem Vergaser und dem Verbrennungsmotor in einen Einlaßkanal einmündenden Luftzufuhrstutzen angeordnet und mit der vorstehend bereits erwähnten Regelungselektronik verbunden.To solve this problem mentioned above for example DE-GbM 90 14 176 a device for Catalysis of the exhaust gases of an internal combustion engine before that external air valve in addition to the existing carburetor provides. This air valve is in one between the Carburetor and the internal combustion engine in an intake port confluent air supply nozzle arranged and with the Control electronics already mentioned above connected.

Bei der Nachrüstung eines konventionellen Vergasermotors mit dieser Vorrichtung bleibt zwar der Vergaser baulich in seinem Originalzustand erhalten. Indessen ist es notwendig, zusätzliche Luftventile an den Einlaßkanal anzuschließen, die über eine Luftfilteranlage Falschluft dem Kraftstoff zuführen. Das bedeutet, daß nicht nur der bestehende Einlaßkanal sowie die Luftfilteranlage für einen Anschluß der zusätzlichen Luftventile verändert werden müssen, sondern auch eine Änderung der Vergasereinstellung hin zu einem fetten Luft-Kraftstoffgemisch notwendig ist, welches dann über das Luftventil zur Erreichung des Wertes λ = 1 im Abgas geregelt abgemagert wird.When retrofitting a conventional carburettor engine with this device, the carburetor remains structurally in preserved in its original condition. However, it is necessary connect additional air valves to the inlet duct, the wrong air to the fuel via an air filter system respectively. That means that not only the existing one Inlet duct and the air filter system for a connection the additional air valves have to be changed, but also a change in the carburetor setting a rich air-fuel mixture is necessary, which then via the air valve to achieve the value λ = 1 is emaciated in the exhaust gas in a controlled manner.

Angesichts vorstehender Beschreibung des Stands der Technik wird ersichtlich, daß durch die bekannte Vorrichtung der Arbeits- und Kostenaufwand beim Nachrüsten eines konventionellen Vergasermotors, welcher sich bisher auf den Austausch des gesamten Vergasers selbst konzentrierte, nunmehr auf die notwendigen Änderungen im Luftzufuhrsystem verlagert wird, so daß durch die Vorrichtung gemäß der DE-GbM 90 14 176 die Einsparungen an Arbeitszeit und Nachrüstmaterial nur gering ausfallen.In view of the above description of the prior art it can be seen that the known device of Labor and cost expenditure when retrofitting a conventional carburetor engine, which was previously based on the Replacement of the entire carburettor itself, now on the necessary changes in the air supply system is shifted so that by the device according to the DE-GbM 90 14 176 the savings in working hours and Retrofit materials are only minimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung in Form eines preisgünstigen Nachrüstsatzes zu schaffen, mittels dem ein konventioneller Vergasermotor für den Einbau eines geregelten Katalysators tauglich gemacht werden kann. The invention is therefore based on the object Device in the form of an inexpensive retrofit kit create by means of a conventional carburetor engine for the installation of a regulated catalyst can be.

Diese Aufgabe wird durch den Nachrüstsatz für einen Vergaser gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.This task is carried out by the retrofit kit for one Carburetor solved according to claim 1.

Der erfindungsgemäße Nachrüstsatz besteht demzufolge aus einem in einen Luftkolben, einen Vergaserdeckel oder einen Düsenstock einer Schieber-, Gleichdruck- oder dergleichen Vergasereinrichtung einsetzbaren elektrischen oder elektromagnetischen Stellmechanismus zur Verstellung der Lagebeziehung einer Düsennadel bezüglich des Luftkolbens in Abhängigkeit eines Ausgangssignals einer Lamda-Sonde.The retrofit kit according to the invention therefore consists of one in an air piston, a carburetor cover or one Nozzle block of a slide, constant pressure or the like Carburetor device usable electrical or electromagnetic adjusting mechanism for adjusting the Positional relationship of a nozzle needle with respect to the air piston in Dependence of an output signal from a lambda probe.

Zur Erläuterung des Erfindungsgegenstands soll anhand der Fig. 3 der Grundaufbau sowie die Funktionsweise eines aus dem Stand der Technik bekannten Gleichdruckvergasers beschrieben werden.To explain the subject matter of the invention, the basic structure and the mode of operation of a constant pressure gasifier known from the prior art will be described with reference to FIG. 3.

Fast alle Vergaser besitzen einen unveränderlichen Lufttrichterquerschnitt und verschiedene Düsensysteme. Bei Schieber-Vergasern und Gleichdruckvergasern ist der Lufttrichterquerschnitt jedoch veränderlich. Diese Vergaser benötigen zur Dosierung des Kraftstoffs daher nur eine Düse und eine zumeist kegelige Düsennadel. Infolge der strengen Abgasnormen ist ferner bei verschiedenen modernen Gleichdruckvergasern ein gesondertes Leerlaufsystem zusätzlich vorhanden.Almost all carburetors have a fixed Air funnel cross section and various nozzle systems. At Slider carburettors and constant pressure carburettors is the Air funnel cross section, however, changeable. This carburetor therefore only need one nozzle to meter the fuel and a mostly conical nozzle needle. As a result of the strict Emission standards are also at various modern Constant pressure gasifiers a separate idling system additionally available.

Grundsätzlich sind in einem Vergasergehäuse 100 in dessen unteren Teil ein Doppelschwimmer 110 und ein Schwimmernadelventil 120 eingebaut. Der Schwimmer 110 und das Schwimmernadelventil 120 befindet sich dabei in einer Schwimmerkammer 130, die für gewöhnlich an der Unterseite des Vergasergehäuses 100 angeschraubt ist. Der obere Teil des Vergasergehäuses wird von einem Vergaserdeckel 140 gebildet, in dem eine Führungsbuche zur gleitenden Lagerung eines Luftkolbens 150 ausgeformt ist. Der Luftkolben 150 trennt eine im Vergaserdeckel 140 sich ausbildende obere Kammer von einem großdurchmeßrigen, das Ventilgehäuse durchdringenden Ansaugkanal 160 fluiddicht ab. In dem Ansaugkanal 160 ist dabei stromab zum Luftkolben 150 eine manuell betätigbare Luftklappe 170 vorgesehen, um den Querschnitt des Ansaugkanals 160 zum Motor zu verändern. Zwischen der Luftklappe 170 und dem Luftkolben 150 ist schließlich ein Unterdruckkanal 180 an den Ansaugkanal 160 angeschlossen, der in die obere Kammer des Vergaserdeckels 140 führt.Basically, a double float 110 and a float needle valve 120 are installed in the lower part of a carburetor housing 100 . The float 110 and the float needle valve 120 are located in a float chamber 130 , which is usually screwed onto the underside of the carburetor housing 100 . The upper part of the carburetor housing is formed by a carburetor cover 140 , in which a guide beech is formed for the sliding mounting of an air piston 150 . The air piston 150 separates an upper chamber formed in the carburetor cover 140 from a large-diameter suction channel 160 penetrating the valve housing in a fluid-tight manner. A manually operable air flap 170 is provided in the intake duct 160 downstream of the air piston 150 in order to change the cross section of the intake duct 160 to the engine. Finally, a vacuum duct 180 is connected to the intake duct 160 between the air flap 170 and the air piston 150 , which leads into the upper chamber of the carburetor cover 140 .

An der Unterseite des Kolbens 150 steht ferner eine konisch geformte Düsennadel vor 190, welche normalerweise fest mit dem Luftkolben 150 verbunden ist. Das Längenmaß, mit dem die Düsennadel 190 aus dem Kolben 150 axial vorsteht, ist dabei vor dem Zusammenbau des Vergasers einstell- und dann fixierbar.On the underside of the piston 150 there is also a conically shaped nozzle needle 190 , which is normally firmly connected to the air piston 150 . The length dimension with which the nozzle needle 190 protrudes axially from the piston 150 can be adjusted and then fixed before the carburetor is assembled.

Unterhalb des Kolbens 150 d. h. an einer dem Kolben 150 gegenüberliegenden Stelle des Ansaugkanals 160 befindet sich ein Düsenstock 200, in dem eine Nadeldüse axial zur Ventilnadel 190 ausgebildet ist und welche mit der Schwimmerkammer 130 in Verbindung steht. In Konstruktionslage des Vergasers steht der Luftkolben 150 an der Unterseite des Vergaserdeckels 140 in den Ansaugkanal 160 vor und engt ihn dabei auf einen vorjustierten Querschnitt ein. In dieser Stellung ragt auch die Ventilnadel 190 in die Nadeldüse und reduziert dementsprechend deren Querschnitt auf ein vorbestimmtes Maß.Below the piston 150, ie at a location of the intake duct 160 opposite the piston 150 , there is a nozzle assembly 200 in which a needle nozzle is formed axially to the valve needle 190 and which is connected to the float chamber 130 . In the design position of the carburetor, the air piston 150 projects into the intake duct 160 on the underside of the carburetor cover 140 and narrows it down to a pre-adjusted cross section. In this position, the valve needle 190 also protrudes into the needle nozzle and accordingly reduces its cross section to a predetermined dimension.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß der Öffnungsquerschnitt des Nadelventils in Konstruktionslage von der Geometrie der Ventilnadel 190 selbst, der Relativlage der Ventilnadel 190 zum Luftkolben 150 sowie von der Stellung des Luftkolbens 150 abhängt, so daß demzufolge auch das Luft-Kraftstoffverhältnis vom verbleibenden Öffnungsquerschnitt der Nadeldüse und dem vom Luftkolben 150 eingeengten Querschnitt des Ansaugkanals 160 abhängig ist. Das Verhältnis der Nadeldüsenöffnung zum Strömungsquerschnitt des Ansaugkanals 160 ist in erster Linie wiederum abhängig von der Relativlage der Düsennadel 190 und dem Luftkolben 150.From the above description it can be seen that the opening cross section of the needle valve in the constructional position depends on the geometry of the valve needle 190 itself, the relative position of the valve needle 190 to the air piston 150 and on the position of the air piston 150 , so that consequently the air-fuel ratio also depends on the remaining opening cross section the needle nozzle and the cross section of the intake duct 160 , which is narrowed by the air piston 150 . The ratio of the needle nozzle opening to the flow cross section of the intake duct 160 is primarily dependent on the relative position of the nozzle needle 190 and the air piston 150 .

Die Erfindung sieht wie vorstehend ausgeführt wurde nunmehr vor, durch die Anordnung des Stellantriebs innerhalb des Luftkolbens, des Vergaserdeckels oder des Düsenstocks die erfindungsgemäß beweglich gelagerte Ventilnadel relativ zum Luftkolben axial zu bewegen, d. h. die Relativlage der Ventilnadel zum Luftkolben zu ändern und somit das Verhältnis zwischen der Nadelventilöffnung und dem durch den Luftkolben bestimmten Strömungsquerschnitt des Ansaugkanals geregelt, d. h. entsprechend dem Ausgangssignal der Lamda-Sonde zu justieren. Die Nachrüstung des Vergasers kann somit entweder durch Einbau des Stellmechanismus in den bestehenden Luftkolben oder den Vergaserdeckel oder durch einfachen Austausch des Luftkolbens oder des Düsenstocks in einen neuen Kolben oder Düsenstock erfolgen, in welchem bereits die Ventilnadel beweglich gelagert und der Stellantrieb montiert ist.The invention now looks as set out above before, by the arrangement of the actuator within the Air piston, the carburetor cover or the nozzle assembly according to the invention movably mounted valve needle relative to To move the air piston axially, d. H. the relative position of the Change valve needle to the air piston and thus that Relationship between the needle valve opening and the through the air piston determined flow cross section of the Intake duct regulated, d. H. according to the output signal the lambda probe. Retrofitting the Carburetor can either by installing the Actuating mechanism in the existing air piston or the Carburetor cover or by simply replacing the Air piston or the nozzle assembly in a new piston or Nozzle stick in which the valve needle is already movably mounted and the actuator is mounted.

Durch den erfindungsgemäßen Nachrüstsatz reduziert sich somit der Arbeits- und Materialaufwand bezüglich des Umbaus des Verbrennungsgaszufuhrsystems auf den Austausch des Luftkolbens, des Vergaserdeckels oder des Düsenstocks, während jeweils die übrigen Elemente des Vergasers und der Ansaugkanäle unverändert bleiben. Aus diesem Grund ist die Nachrüstung kostengünstiger und daher auch inbesondere für ältere Fahrzeuge wirtschaftlich durchaus interessant.The retrofit kit according to the invention reduces thus the work and material costs related to the conversion of the combustion gas supply system on the exchange of the Air piston, the carburetor cover or the nozzle assembly, while the other elements of the carburetor and the Intake channels remain unchanged. For this reason, the Retrofitting cheaper and therefore especially for older vehicles are economically interesting.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche. Further advantageous embodiments of the invention are Subject of the other subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert.The invention will be more preferred in the following on the basis of two Embodiments with reference to the accompanying Drawing explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Gleichdruckvergaser mit dem erfindungsgemäßen Nachrüstsatz für den Anbau eines geregelten Katalysators gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, Fig. 1 shows a constant-pressure gasifier with the inventive retrofit kit for the cultivation of a controlled catalytic converter in accordance with a first preferred embodiment,

Fig. 2 einen Kraftradvergaser der Schieberbauart mit dem erfindungsgemäßen Nachrüstsatz gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 2 is a motorcycle carburetor of the slide type with the retrofit kit according to the invention according to a second embodiment of the invention and

Fig. 3 eine Prinzipskizze zur schematischen Darstellung der Funktionsweise eines Gleichdruckvergaser gemäß dem Stand der Technik. Fig. 3 is a schematic diagram for the schematic representation of the operation of a constant pressure gasifier according to the prior art.

Der in Fig. 1 dargestellte Gleichdruckvergaser hat ein Vergasergehäuse 1, das an seiner Oberseite einen Anschlußstutzen 2 für einen Ventildeckel 3 aufweist. Der Ventildeckel 3 ist dabei auf den Anschlußstutzen 2 aufgeschraubt, wobei eine Membrane 4 dazwischen eingeklemmt ist, welche einen zentrisch im Anschlußstutzen 2 gelagerten Luftkolben 5 hält. Innerhalb des Luftkolbens 5 ist eine bezüglich des Luftkolbens 5 axial verschiebbar gelagerte Düsennadel 6 zentrisch angeordnet, die mittels eines im Luftkolben 5 untergebrachten Betätigungs- oder Antriebsmechanismus 7 hin- und herbewegbar ist.The constant pressure carburetor shown in Fig. 1 has a carburetor housing 1 , which has a connection piece 2 for a valve cover 3 on its upper side. The valve cover 3 is screwed onto the connecting piece 2 , a membrane 4 being clamped between them, which holds an air piston 5 mounted centrally in the connecting piece 2 . Within the air piston 5 a with respect to the air piston 5 axially slidably mounted nozzle needle 6 is arranged centrally, which is reciprocable by means of a housed in the air piston 5 actuating or driving mechanism 7 and forth.

Die Düsennadel 6 steht an ihrem einen Endabschnitt aus dem Boden des Luftkolbens 5 axial vor und bildet an dem vorstehenden Endabschnitt eine spitzkegelförmige Steuerfläche aus. Der Luftkolben 5 wie auch die Düsennadel 6 ragen dabei im wesentlichen senkrecht in einen Ansaugkanal 8 mit großem Querschnitt, welcher das Ventilgehäuse 1 durchdringt. Die Düsennadel 6 hat in ihrem Mittenabschnitt desweiteren einen Ringbund 9, der in Verbindung mit dem Luftkolbenboden sowohl als Axialanschlag wie auch als Federlager einer Spiralfeder 10 dient, welche die Düsennadel 6 zum Luftkolbenboden hin vorspannt. Dabei ist die Düsennadel 6 in einem Gleitlager geführt, welches in einer in den Luftkolbenboden eingeschraubten Hülse 11 ausgebildet ist. Diese Hülse 11 ist wiederum in einem am Ventildeckel 3 vorgesehenen Gleitlager aufgenommen und dient zur Führung des Luftkolbens 5. Ferner befindet sich innerhalb der Hülse 11 der Betätigungsmechanismus 7 der Düsennadel 6, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Magnetspule gebildet wird, welche auf einen mit der Düsennadel 6 verbundenen Anker einwirkt.The nozzle needle 6 protrudes axially at one end section from the bottom of the air piston 5 and forms a pointed cone-shaped control surface at the projecting end section. The air piston 5 as well as the nozzle needle 6 protrude essentially vertically into an intake duct 8 with a large cross section, which penetrates the valve housing 1 . The nozzle needle 6 also has in its central section an annular collar 9 which , in conjunction with the air piston crown, serves both as an axial stop and as a spring bearing of a spiral spring 10 which biases the nozzle needle 6 towards the air piston crown. The nozzle needle 6 is guided in a slide bearing which is formed in a sleeve 11 screwed into the air piston crown. This sleeve 11 is in turn received in a slide bearing provided on the valve cover 3 and serves to guide the air piston 5 . Also located within the sleeve 11 is the actuating mechanism 7 of the nozzle needle 6 , which in the present exemplary embodiment is formed by a magnetic coil which acts on an armature connected to the nozzle needle 6 .

Anstelle der Magnetspule könnten natürlich auch andere Betätigungsmechanismen wie beispielsweise ein Piezoelement, ein Stellmotor oder ähnliches vorgesehen werden, die in einer von der Hülse 11 ausgeformten Aufnahmekammer untergebracht sind.Instead of the magnetic coil, other actuation mechanisms such as a piezo element, a servomotor or the like could of course also be provided, which are accommodated in a receiving chamber formed by the sleeve 11 .

An der Unterseite des Ventilgehäuses 1 ist ein Anschluß für eine Schwimmerkappe 12 vorgesehen, die zusammen mit dem Ventilgehäuse 1 eine Schwimmerkammer 13 ausbildet. Innerhalb der Schwimmerkammer 13 befindet sich ein Schwimmernadelventil 14, eine Leerlaufdüse 15 sowie eine Hauptdüse 16, die in einem in das Ventilgehäuse 1 eingeschraubten Düsenstock 17 ausgebildet ist. Der Düsenstock 17 ist dabei im wesentlichen senkrecht zum Ansaugkanal 8 und cozentrisch zur Düsennadel 6 unmittelbar gegenüber dem Luftkolben 5 angeordnet und weist an seinem in den Ansaugkanal 8 ragenden Ende einen Zerstäuber 18 sowie eine Nadeldüse 19 auf.On the underside of the valve housing 1 there is a connection for a float cap 12 which, together with the valve housing 1, forms a float chamber 13 . Within the float chamber 13 there is a float needle valve 14 , an idling nozzle 15 and a main nozzle 16 which is formed in a nozzle assembly 17 screwed into the valve housing 1 . The nozzle assembly 17 is arranged essentially perpendicular to the intake duct 8 and concentric to the nozzle needle 6 directly opposite the air piston 5 and has an atomizer 18 and a needle nozzle 19 at its end projecting into the intake duct 8 .

In Konstruktionslage wird der Luftkolben 5 durch die Membrane 4 derart gehalten, daß er um ein vorbestimmtes Maß in den Ansaugkanal 8 ragt und somit den Strömungsquerschnitt verringert. Gleichzeitig ragt die Düsennadel 6 in die Öffnung der Nadeldüse 19 und engt deren Strömungsquerschnitt ein. In dieser Lage stellt sich somit ein vorbestimmtes Verhältnis des über die Nadeldüse 19 angesaugten Kraftstoffs zu der durch den Ansaugkanal 8 strömenden Luft ein, welches in erster Linie vom effektiven Strömungsquerschnitt der Nadeldüse 19 abhängt.In the design position, the air piston 5 is held by the membrane 4 in such a way that it projects into the intake duct 8 by a predetermined amount and thus reduces the flow cross section. At the same time, the nozzle needle 6 projects into the opening of the needle nozzle 19 and constricts its flow cross section. In this position, a predetermined ratio of the fuel sucked in via the needle nozzle 19 to the air flowing through the suction channel 8 is established , which primarily depends on the effective flow cross section of the needle nozzle 19 .

Die Magnetspule 7 ist über eine nichtgezeigte elektrische Leitung mit einer ebenfalls nicht gezeigten Regelungselektronik verbunden, welche die Magnetspule 7 in Abhängigkeit der Ausgangssignale einer Lamda-Sonde ansteuert.The magnetic coil 7 is connected via an electrical line, not shown, to control electronics, also not shown, which controls the magnetic coil 7 as a function of the output signals of a lambda probe.

Während des Betriebs wird der Luftkolben 5 entsprechend der Stellung einer stromab zum Luftkolben in den Ansaugkanal 8 geschalteten Drosselklappe 20 in den Ventildeckel gezogen, wodurch sich der effektive Strömungsquerschnitt des Ansaugkanals 8 vergrößert. Mit der Bewegung des Luftkolbens 5 wird auch die Düsennadel 6 über den Ringbund 9 aus der Öffnung der Nadeldüse 19 geführt, wodurch sich deren effektiver Strömungsquerschnitt proportional zur Bewegung der Luftkolbens 5 ebenfalls vergrößert.During operation, the air piston 5 is drawn into the valve cover in accordance with the position of a throttle valve 20 which is connected downstream of the air piston in the intake duct 8 , as a result of which the effective flow cross section of the intake duct 8 increases. With the movement of the air piston 5 , the nozzle needle 6 is also guided out of the opening of the needle nozzle 19 via the annular collar 9 , as a result of which its effective flow cross section is also increased in proportion to the movement of the air piston 5 .

Stellt die Lamda-Sonde nunmehr einen zu geringen Sauerstoffanteil im Abgas fest, steuert die Regeleinrichtung die Magnetspule 7 derart an, daß die Düsennadel 6 innerhalb des Luftkolbens 5 gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 10 angezogen und damit der Strömungsquerschnitt der Nadeldüse 19 unabhängig zur Stellung des Luftkolbens 5 weiter vergrößert wird. Auf diese Weise kann der stöchiometrische Wert im Abgas λ = 1 annehmen.If the lambda probe now detects that the proportion of oxygen in the exhaust gas is too low, the control device controls the magnetic coil 7 in such a way that the nozzle needle 6 within the air piston 5 is attracted against the biasing force of the spiral spring 10 and thus the flow cross section of the needle nozzle 19 is independent of the position of the air piston 5 is further enlarged. In this way, the stoichiometric value in the exhaust gas can assume λ = 1.

Es liegt auf der Hand, daß zur Vereinfachung der Nachrüstung des Vergasers der komplette Luftkolben 5 ausgetauscht werden sollte, wobei der Nachrüstsatz folglich aus dem Luftkolben 5 mit integrierter verschiebbarer Düsennadel 6 und Stellantrieb 7, der Lamda-Sonde, der Regelungselektronik sowie dem Katalysator besteht. Diese Teile können dann auf einfache Weise am Motor bzw. im Vergaser installiert werden, ohne daß irgendwelche Änderungen an der bestehenden Motoranlage vorgenommen werden müssen.It is obvious that the entire air piston 5 should be replaced to simplify the retrofitting of the carburetor, the retrofit kit consequently consisting of the air piston 5 with an integrated displaceable nozzle needle 6 and actuator 7 , the lambda probe, the control electronics and the catalytic converter. These parts can then be easily installed on the engine or in the carburetor without having to make any changes to the existing engine system.

Eine Variante der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sieht vor, den bereits vorhandenen Luftkolben 5 selbst entsprechend zu präparieren, um den Einbau lediglich der verschiebbaren Düsennadel 6 und des Stellantriebs 7 zu ermöglichen. Hierdurch reduzieren sich zwar die notwendigen Einzelteile des Nachrüstsatzes, es werden jedoch auch die Montagekosten in die Höhe getrieben, so daß diese Variante höchstens bei geringeren Nachrüstzahlen wirtschaftlich ist.A variant of the embodiment described above provides that the already existing air piston 5 itself is prepared accordingly in order to enable the installation of only the displaceable nozzle needle 6 and the actuator 7 . As a result, the necessary individual parts of the retrofit kit are reduced, but the assembly costs are also increased, so that this variant is economical at most with fewer retrofit numbers.

In der Vergangenheit wurden bei Vergaserproblemen Düsennadeln mit unterschiedlich geformten Steuerflächen solange ausprobiert, bis sich die besten Motorleistungen ergaben. Derartige Justierarbeiten entfallen bei dem Nachrüstsatz völlig, da unabhängig von der Form der Düsennadel der optimale Strömungsquerschnitt in der Nadeldüse rechnergestützt eingestellt werden kann. Das bedeutet, daß der Nachrüstsatz praktisch bei allen gängigen Gleichdruck- und Schiebervergasern unverändert einsetzbar ist.In the past there have been problems with carburettors Nozzle needles with differently shaped control surfaces tried until the best engine performance surrendered. Such adjustment work is not necessary Retrofit kit completely, regardless of the shape of the Nozzle needle the optimal flow cross section in the Needle nozzle can be set with computer support. The means that the retrofit kit is practically all common Equal pressure and slide carburettors can be used unchanged is.

Die Fig. 2 zeigt nunmehr ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.The Fig. 2 now shows a second embodiment of the invention, wherein the same reference numerals are used as in the first embodiment for the same components.

Gemäß der Fig. 2 handelt es sich bei dem dort gezeigten Vergaser um einen Schiebervergaser, wie er beispielweise bei Motorrädern älteren Baujahrs verwendet wurde. Im Gegensatz zum Gleichdruckvergaser wird beim Schiebervergaser der Luftkolben 5 unmittelbar vom Fahrer über einen Gaszug 21 betätigt, wodurch somit der effektive Strömungsquerschnitt im Ansaugkanal 8 unabhängig von den Unterdruckverhältnissen im Motorbrennraum einstellbar ist.According to FIG. 2, the carburetor shown there is a slide carburetor, as was used, for example, on motorcycles of older construction years. In contrast to the constant pressure carburetor, the air piston 5 in the slide carburetor is actuated directly by the driver via a throttle cable 21 , as a result of which the effective flow cross section in the intake duct 8 can thus be set independently of the vacuum conditions in the engine combustion chamber.

Dies hat gegenüber dem Gleichdruckvergaser den Vorteil, daß die Reaktion des Motors auf die fahrerseitige Betätigung des Gaszugs direkter und damit auch schneller ist. Es besteht jedoch die Gefahr, daß der Motor insbesondere beim Betrieb im unteren Umdrehungsbereich beim Beschleunigen eine zu große Menge des Kraftstoff-Luftgemisches erhält, wodurch sich die Verbrennung verschlechtert. Trotz dieser Probleme ist es prinzipiell möglich, den Nachrüstsatz auch bei einem Schiebervergaser vorzusehen unter der Voraussetzung, daß ein gefühlvolles Betätigen des Luftschiebers bzw. Luftkolbens 5 die Regel und das "sich Verschlucken des Motors" die Ausnahme ist.This has the advantage over the constant pressure carburetor that the reaction of the engine to the driver's actuation of the throttle cable is more direct and therefore faster. However, there is a risk that the engine receives an excessive amount of the fuel-air mixture, especially when operating in the lower rotational speed range, as a result of which the combustion deteriorates. Despite these problems, it is in principle possible to provide the retrofit kit even with a slide carburetor, provided that a sensitive actuation of the air slide or air piston 5 is the rule and "choking the engine" is the exception.

In diesem Fall ist der Luftkolben 5 gemäß der Fig. 2, der an seiner Außenfläche am Anschlußstutzen 2 für den Ventildeckel 3 geführt wird, mit einer Betätigungseinrichtung 7 vorzugsweise in Form einer Magnetspule ausgerüstet, die an der Innenwandung des Luftkolbens 5 befestigt ist. Die Düsennadel 6 ist wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gleitend im Boden des Luftkolbens 5 gelagert und weist an ihrem einen Endabschnitt eine kegelförmige Steuerfläche und an ihrem anderen Endabschnitt einen Anker 22 auf. Die Düsennadel 6 ist dabei mittels einer Feder 10 auf den Luftkolbenboden vorgespannt, wobei auch der Luftkolben 5 selbst durch eine Feder 23 in Richtung zum Ansaugkanal 8 vorgespannt ist. Am Vergaserdeckel 3 ist eine Bohrung 24 ausgebildet durch die der mit dem Luftkolben 5 verbundene Seilzug 21 geführt ist.In this case, the air piston 5 according to FIG. 2, which is guided on its outer surface at the connecting piece 2 for the valve cover 3 , is equipped with an actuating device 7, preferably in the form of a magnetic coil, which is fastened to the inner wall of the air piston 5 . As in the exemplary embodiment described above, the nozzle needle 6 is slidably mounted in the bottom of the air piston 5 and has a conical control surface at one end section and an armature 22 at its other end section. The nozzle needle 6 is biased by a spring 10 on the air piston bottom, the air piston 5 itself being biased by a spring 23 in the direction of the intake duct 8 . A bore 24 is formed on the carburetor cover 3 through which the cable 21 connected to the air piston 5 is guided.

Während des Betriebs wird beispielsweise für einen Beschleunigungsvorgang der Luftkolben 5 über den Seilzug 21 aus seiner Konstruktionslage gemäß der Fig. 2 gegen die Vorspannfeder 23 in den Vergaserdeckel 3 zurückgezogen, wodurch sich der effektive Strömungsquerschnitt im Ansaugkanal 8 vergrößert. Mit dieser Bewegung des Luftkolbens 5 wird auch die Düsennadel 6 aus der Öffnung der Nadeldüse 19 gezogen. Stellt nunmehr eine Lamda-Sonde im Abgaskanal eine Abweichung des stöchiometrischen Werts vom Idealwert λ = 1 fest, beispielsweise wenn der Sauerstoffanteil zu hoch wird, dann wird die Magnetspule 7 von einer Regelungselektronik derart angesteuert, daß die Düsennadel 6 bezüglich des Luftkolbens 5 gegen die Feder 10 verschoben und somit eine größere Öffnung an der Nadeldüse 19 freigegeben wird.During operation, for example for an acceleration process, the air piston 5 is withdrawn via the cable 21 from its design position according to FIG. 2 against the biasing spring 23 into the carburetor cover 3 , as a result of which the effective flow cross section in the intake duct 8 increases. With this movement of the air piston 5 , the nozzle needle 6 is also pulled out of the opening of the needle nozzle 19 . If a lambda probe now detects a deviation of the stoichiometric value from the ideal value λ = 1, for example if the oxygen content becomes too high, then the solenoid 7 is controlled by control electronics in such a way that the nozzle needle 6 with respect to the air piston 5 against the spring 10 moved and thus a larger opening on the needle nozzle 19 is released.

Es hat sich nunmehr gezeigt, daß je nach Art der manuellen Betätigung des Luftkolbens 5 die Düsennadel 6 erhebliche Justier-Stellwege zurücklegen muß. So kann die notwendige Relativverschiebung der Düsennadel 6 für den Fall, daß der Luftkolben 5 beim Beschleunigungsvorgang zu weit nach oben gezogen wird, den maximal möglichen Stellweg überschreiten, so daß ein stöchiometrischer Optimalwert nicht mehr erreicht wird.It has now been shown that, depending on the type of manual actuation of the air piston 5, the nozzle needle 6 has to travel considerable adjustment travel ranges. Thus, the necessary relative displacement of the nozzle needle 6 in the event that the air piston 5 is pulled too high during the acceleration process can exceed the maximum possible travel range, so that a stoichiometric optimum value is no longer achieved.

Zur Lösung dieses Problems kann der Stellmechanismus 7 im Vergaserdeckel 3 angeordnet werden, während die Düsennadel 6 gegenüber dem Luftkolben 5 völlig frei bewegbar vorzugsweise in einem Gleitlager am Ventildeckel 3 gelagert ist. D.h. daß in diesem Fall die Lage der Düsennadel 6 vollkommen losgelöst bzw. unabhängig von der Stellung des Luftkolbens 5 ist und ausschließlich über den Stellmechanismus 7 durch die Regelungselektronik bestimmt wird. Alternativ hierzu kann der Stellmechanismus natürlich auch im Düsenstock 17 angeordnet sein, wobei die Düsennadel entweder im Luftkolben 5 weiterhin gleitgelagert ist oder ausschließlich im Düsenstock 17 geführt wird.To solve this problem, the actuator mechanism can be arranged, while the nozzle needle is freely movable stored preferably 6 relative to the air piston 5 in a slide bearing on the valve cover 3 7 in the carburettor cover. 3 Ie that in this case the position of the nozzle needle 6 is completely detached or independent of the position of the air piston 5 and is determined exclusively by the control mechanism 7 by the control electronics. As an alternative to this, the adjusting mechanism can of course also be arranged in the nozzle assembly 17 , the nozzle needle either still being mounted in the air piston 5 or being guided exclusively in the nozzle assembly 17 .

Diese beiden alternativen Konstruktionen sind hauptsächlich bei Vergasern ohne Unterdrucksteuerung des Luftkolbens 5 vorgesehen, da bei diesen Vergasern, wie vorstehend bereits beschrieben wurde, der Luftkolben auch im Teillastbereich vom Fahrer aus ganz nach oben gezogen werden kann und in diesem Fall die Düsennadel 5 einen sehr viel weiteren Weg zurücklegen muß, um das Benzin-Luftgemisch zu steuern. Es ist natürlich durchaus auch möglich, diese zwei Konstruktionen alternativ zum ersten Ausführungsbeispiel in einem Gleichdruckvergaser vorzusehen.These two alternative constructions are mainly intended for carburetors without vacuum control of the air piston 5 , since in these carburetors, as already described above, the air piston can be pulled upwards by the driver even in the partial load range, and in this case the nozzle needle 5 a great deal must travel further to control the gasoline-air mixture. It is of course also entirely possible to provide these two constructions in a constant pressure gasifier as an alternative to the first exemplary embodiment.

Grundsätzlich ist es jedoch für alle erfindungsgemäßen Varianten gemäß vorstehender Beschreibung vorteilhaft, wenn der Nachrüstsatz als Modulbauteil ausgebildet ist, wobei dieses Modul entweder den Luftkolben, den Ventildeckel oder den Düsenstock betrifft, in denen jeweils die bewegliche Düsennadel und der Stellmechanismus fertig vormontiert sind und somit nur noch das modulare Bauteil eingewechselt werden muß. Hinsichtlich der Regelungselektronik kann auf bereits vorhandene allgemeine Regelungsprinzipien von Ventilen zurückgegriffen werden, wobei demzufolge die Düsennadel entsprechend der Stärke eines Regelstromes oder in getakteter Weise d. h. entsprechend der Taktfrequenz des Regelstromes justierbar ist.Basically, however, it is for all of the invention Variants as described above advantageous if the retrofit kit is designed as a modular component, wherein this module either the air piston, the valve cover or affects the nozzle assembly, in each of which the movable Nozzle needle and the adjusting mechanism are pre-assembled and thus only the modular component is replaced must become. Regarding the control electronics can on existing general principles of regulation of Valves are used, and consequently the Nozzle needle according to the strength of a control current or in a timed manner d. H. according to the clock frequency of the Control current is adjustable.

Claims

1. Retrofit kit for a carburetor device designed with an air piston or slide ( 5 ) and a nozzle needle ( 6 ) for the subsequent installation of a regulated exhaust gas catalytic converter with a lambda probe, characterized by an electrical or electromagnetic adjusting mechanism ( 7 ) for displacing the nozzle needle ( 6 ) in Dependence of an output signal from the Lamda probe.

2. Retrofit kit according to claim 1, characterized in that the electrical or electromagnetic adjusting mechanism ( 7 ) for adjusting the relative position of the nozzle needle ( 6 ) with respect to the air piston ( 5 ) depending on the output signal of the lambda probe in the air piston ( 5 ) can be used .

3. Retrofit kit according to claim 1, characterized in that the electrical or electromagnetic actuator ( 7 ) can be used either in a carburetor housing section, preferably a carburetor cover ( 3 ) or in a nozzle assembly ( 17 ), around the nozzle needle ( 6 ) independently of the air piston ( 5 ) to move.

4. retrofit kit according to one of claims 1 to 3, characterized by an anchor ( 22 ) which can be fastened to the nozzle needle ( 6 ) and cooperates with the adjusting mechanism ( 7 ).

5. Retrofit kit according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting mechanism ( 7 ) is a magnetic coil, a piezo element or a stepper motor.

6. Retrofit kit according to one of the preceding claims 2, 4 or 5, characterized in that the air piston ( 5 ) is designed as a modular component in which the adjusting mechanism ( 7 ) and the nozzle needle ( 6 ) axially displaceably mounted in the air piston ( 5 ) are finished are pre-assembled.

7. retrofit kit according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle needle ( 6 ) is held in a slide bearing, which is preferably formed on the bottom of the air piston ( 5 ).

8. Retrofit kit according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle needle ( 6 ) is biased into its construction position, in which it releases a predetermined opening cross section on a needle nozzle ( 19 ) when the air piston ( 5 ) is in the construction position.

9. retrofit kit according to claim 6, characterized in that the spring preload of the nozzle needle ( 6 ) takes place in such a way that the nozzle needle ( 6 ) from the design position with respect to the air piston ( 5 ) is relatively movable in both axial directions to the opening cross-section regardless of the state of motion of the Air piston ( 5 ) to increase or decrease.

10. Retrofit kit according to one of claims 1, 2, 4 to 9, characterized in that the air piston ( 5 ) has an inner sleeve ( 11 ) for guiding the air piston ( 5 ), which in its axial central section has an inside receptacle for fastening the Adjusting mechanism ( 7 ) forms within the sleeve ( 11 ).

11. Retrofit kit according to one of claims 1, 2, 4 to 10, characterized in that the air piston ( 5 ) on its outer lateral surface on a carburetor housing ( 1 ) is slidably guided and on its inner lateral surface a fastening possibility for the adjusting mechanism ( 7 ) Has.

12. Retrofit kit according to one of the preceding claims 1 to 2, 4 to 11, characterized in that the nozzle needle ( 6 ) has an annular shoulder ( 9 ) on which at least one biasing spring ( 10 ) is supported and the shoulder ( 9 ) against the bottom of the air piston ( 5 ).

13. retrofit kit according to claim 10, characterized in that a second biasing spring ( 10 a) is provided which is inserted between the paragraph ( 9 ) and the air piston crown and against which a biasing spring ( 10 ) acts.

14. Retrofit kit according to claim 3, characterized in that the nozzle needle ( 6 ) is biased by a bias spring in the closed position, which is supported on the carburetor cover ( 3 ), the nozzle needle ( 6 ) in an axial slide bearing on the carburetor cover ( 3 ) regardless of the position of the air piston ( 5 ) is guided.

15. Retrofit kit according to claim 3, characterized in that the nozzle needle ( 6 ) in the nozzle block ( 17 ) is axially displaceably mounted.

16. Retrofit kit according to claim 15, characterized in that the nozzle assembly ( 17 ) is designed as a modular component in which the adjusting mechanism ( 7 ) and the nozzle needle ( 6 ) axially displaceably mounted in the nozzle assembly ( 17 ) are pre-assembled.

17. Retrofit kit according to claim 3, characterized in that the carburetor cover ( 3 ) is designed as a modular component in which the adjusting mechanism ( 7 ) and in the carburetor cover ( 3 ) axially displaceably mounted nozzle needle ( 6 ) are pre-assembled.