DE19730281A1 - Membranvergaser für einen Verbrennungsmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser für einen Ver­ brennungsmotor, insbesondere für einen Verbrennungsmotor in einem tragbaren, handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge oder dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 195 09 943 A1 ist ein gattungsgemäßer Membran­ vergaser bekannt, dessen Regelraum über ein Leerlaufsystem sowie einen Hauptdüsenkanal mit dem Ansaugkanal zum Ver­ brennungsmotor verbunden ist. An der Austrittsöffnung des Hauptdüsenkanals ist ein Ventilplättchen angeordnet, wel­ ches nach Art eines Rückschlagventils die Austrittsöffnung dann schließt, wenn im Leerlauf aufgrund des Unterdruck­ niveaus im Regelsystem ein Rückströmen von Luft in den Regelraum möglich wäre. Aufgrund der Motorvibrationen, denen der Vergaser im Leerlauf ausgesetzt ist, wird das Rückschlagplättchen durch die darüberliegende Kraftstoff­ säule aufgedrückt, so daß in bestimmten Betriebsfällen durch die Hauptdüse zusätzlich Kraftstoff austreten kann, der zu starken Leerlaufdrehzahlschwankungen führt. Im Extremfall kommt es aufgrund Gemischüberfettung zum Still­ stand des Verbrennungsmotors.

Es ist bekannt, den Kraftstofffluß vom Regelsystem bis zum Venturi über viele Kanäle, Querbohrungen oder sonstige Drosselstellen zu führen. Diese Systeme weisen in der Vollast erhebliche Streuungen in der Serie auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Membran­ vergaser der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß bei einfacher Ausbildung des Hauptdüsenkanals die auftre­ tenden Vibrationen nicht zu einem Öffnen des Rückschlag­ ventils im Hauptdüsenkanal führen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Zwischen dem Rückschlagventil und dem Ansaugkanal befindet sich aufgrund des langgestreckten, geradlinigen Kanals eine Kraftstoffsäule, die als Puffer zwischen dem schwankenden Druck im Ansaugkanal und dem Rückschlagventil wirkt. Prak­ tische Versuche haben gezeigt, daß aufgrund des langge­ streckten, geradlinigen Kanals die darin befindliche Kraft­ stoffsäule eine so hohe Massenträgheit erreicht, daß die motorseitig auftretenden Druckpulsationen die Strömungs­ richtung des Kraftstoffes nicht umdrehen, was dazu führen könnte, daß Luft in Richtung Regelraum strömt und damit Störungen im Kraftstoffdurchsatz entstehen. Durch die ver­ gleichsmäßigte Strömungsgeschwindigkeit (konstante Reynolds­ zahlen) sowie die Minimierung von Umlenkungen, die ferti­ gungstechnisch entgradet sind, ist eine wesentlich verbes­ serte Prozeßfähigkeit für die Kraftstoffdurchsetzmenge er­ reicht.

Bevorzugt ist das Rückschlagventil in einem zum Ventilraum erweiterten Ende des langgestreckten, geradlinigen Kanals angeordnet, wobei die Ventilöffnung des Rückschlagventils die unmittelbare, direkte Verbindung zwischen dem Regelraum und dem langgestreckten, geradlinigen Kanal bildet und vor­ zugsweise als Festdrossel ausgebildet ist. Zwischen dem Rückschlagventil und dem Regelraum existieren daher keine Kanäle oder dergleichen Strömungswege; der Ventilraum ist vom Regelraum durch eine Verschlußplatte geschlossen, die die als Festdrossel ausgebildete Ventilöffnung aufweist. Das als Ventilplättchen ausgebildete Ventilglied ist frei bewegbar zwischen der Verschlußplatte und einem die Ventil­ öffnungsstellung bestimmenden Stützring gehalten.

Um aus der in der Venturi vorherrschenden Strömungs­ geschwindigkeit einen maximalen Unterdruck abzuleiten, ist vorgesehen, den Hauptdüsenaustritt mit einer Querbohrung zu versehen, die senkrecht zur Luftströmungsrichtung liegt. Aus der bestehenden Strömungsgeschwindigkeit der Luftmasse wird so ein maximaler Unterdruck erzeugt, der zur Kraft­ stofförderung genutzt wird, um insbesondere beim Beschleu­ nigen spontan eine Kraftstofförderung zu gewährleisten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Teilschnitt durch einen Membranvergaser,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit X aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform.

Der in Fig. 1 dargestellte Membranvergaser 1 dient der Kraftstoffzuführung für einen Verbrennungsmotor, so zum Beispiel einem Zweitaktmotor in einem tragbaren, handge­ führten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, einem Frei­ schneider, einem Trennschleifer oder dergleichen. Der Ver­ brennungsmotor kann zweckmäßig auch als Viertaktmotor aus­ geführt sein.

Der schematisch dargestellte Membranvergaser 1 besteht im wesentlichen aus einem Regelraum 2, der von einer Regel­ membran 3 begrenzt ist. Zentral zum Regelraum 2 ist ein Zulaufventil 4 angeordnet, dessen in den Regelraum ein­ ragender Betätigungsstößel 5 von einem zentralen Membran­ teller 6 der Regelmembran 3 betätigbar ist. Der Ventilraum 7 des Zulaufventils 4 ist über Versorgungsleitungen 8 und 9 mit einem nicht dargestellten Kraftstoffspeicher verbunden. Bevorzugt ist zwischen dem Kraftstoffspeicher und dem Ven­ tilraum 7 eine Kraftstofförderpumpe angeordnet.

Der Regelraum 2 steht über ein Leerlaufsystem 10 und einen Hauptdüsenkanal 20 mit dem Ansaugkanal 40 des Membranver­ gasers in Verbindung.

Das Leerlaufsystem 10 mündet mit zwei Leerlauföffnungen 11 und 12 im Bereich einer Drosselklappe 41 in den Ansaugkanal 40, wobei die Drosselklappe 41 über eine Drosselklappen­ welle 42 schwenkbar im Ansaugkanal gehalten ist. Die Leer­ lauföffnungen 11 und 12 stehen über Leerlaufbohrungen 13 und 14 mit einer Leerlaufkammer 15 in Verbindung, die über ein Rückschlagventil 16 und eine Ventilkammer 17 sowie eine Versorgungsbohrung 18 mit dem Regelraum 2 verbunden ist. Die Strömungsöffnung 19 des Rückschlagventils 16 ist dabei zweckmäßig als Festdrossel ausgebildet. Das Rück­ schlagventil 16 ist gleich aufgebaut wie ein nachstehend beschriebenes Rückschlagventil 25 des Hauptdüsenkanals.

Der Hauptdüsenkanal 20 ragt im Bereich des Venturi­ abschnitts 42 in den Ansaugkanal 40 ein. Bezogen auf die durch den Ansaugkanal 40 strömende Verbrennungsluft 44 liegt der Hauptdüsenkanal 20 stromab einer Chokeklappe 45, die über eine Welle 46 drehbar im Ansaugkanal 40 gelagert ist. Der Hauptdüsenkanal 20 liegt mit seiner Längsmittel­ achse 28 in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft 44 zur Längsmittelachse 48 des Ansaugkanals 40 geneigt. Zweckmäßig ist der Hauptdüsenkanal 20 in einem Einbauteil 30 ausgebildet, welches getrennt vom Membranvergaser 1 gefer­ tigt werden kann, um dann in eine entsprechende Aufnahme­ öffnung 49 des Vergasergehäuses 50 eingesetzt zu werden.

Das Einbauteil 30 ist bevorzugt als einfach gestufter, zylindrischer Körper ausgebildet, wobei der mit größerem Durchmesser ausgebildete Abschnitt 39 im wesentlichen in der Aufnahmeöffnung 49 des Vergasergehäuses 50 aufgenommen ist. Der im Durchmesser geringere Abschnitt 31 ragt im wesentlichen im Bereich des Venturiabschnitts 43 in den Ansaugkanal 40 ein.

Im Einbauteil 30 ist der Hauptdüsenkanal 20 als langge­ streckter, geradliniger, zentraler Kanal 22 ausgebildet, der sich im wesentlichen von dem einen stirnseitigen Ende 32 bis zum anderen stirnseitigen Ende 38 des Einbauteils 30 erstreckt. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist der langgestreckte, geradlinige Kanal 22 an sei­ nem dem Ansaugkanal 40 zugewandten Ende 32 verschlossen. Die Austrittsöffnung 21 des Hauptdüsenkanals 20 liegt quer zur Längsmittelachse 28 und ist insbesondere als Querboh­ rung 23 ausgebildet. Bevorzugt ist die Querbohrung 23 als durchgehende Bohrung ausgebildet, so daß der langgestreck­ te, geradlinige Kanal 22 im Bereich des verschlossenen Endes 32 am Umfang zwei einander diametral gegenüberliegen­ der Austrittsöffnungen 21 zeigt. Die Querbohrung 23 liegt jeweils quer zur Längsmittelachse 48 des Ansaugkanals 40, so daß der Kraftstoff quer zu der vorbeiströmenden Ver­ brennungsluft 44 austritt.

An seinem dem Regelraum 2 zugewandten Ende 38 ist der lang­ gestreckte, geradlinige Kanal 22 zu einem Ventilraum 26 erweitert, wobei zwischen dem kleineren Durchmesser des Kanals 22 und dem größeren Durchmesser des Ventilraums 26 ein sich auf den Kanaldurchmesser verjüngender Übergangs­ abschnitt 27 vorgesehen ist.

Im Ventilraum 26 ist ein in Richtung zum langgestreckten, geradlinigen Kanal 22 öffnendes Rückschlagventil 25 ange­ ordnet, welches als Ventilglied ein Ventilplättchen 24 auf­ weist, das im Ventilraum 26 frei zwischen einem Ventilsitz 29 und einem Stützring 35 bewegbar ist. Der Ventilsitz 29 ist auf der dem Ventilplättchen zugewandten Seite einer den Ventilraum 26 zum Regelraum 2 verschließenden Verschluß­ platte 36 angeordnet, die an ihrem Umfang fest in einer An­ senkung des Einbauteils 30 gehalten ist. Die Verschluß­ platte 36 weist eine zentrale Ventilöffnung 37 auf, die be­ vorzugt als Festdrossel dem Kraftstofffluß vom Regelraum 2 in den langgestreckten, geradlinigen Kanal 22 des Haupt­ düsenkanals 20 begrenzt. Das Ventilplättchen 24 liegt mit radialem Spiel im Ventilraum 26, wobei das Spiel derart bemessen ist, daß auch bei Anlage an der Umfangswand des Ventilraums 26 ein sicheres, vollständiges Aufliegen auf dem Ventilsitz 29 gewährleistet ist (Fig. 2).

In der in Fig. 1 gezeigten Öffnungsstellung ist das Ventil­ plättchen 24 von dem Stützring 35 gehalten, welcher am Boden 33 des Ventilraums 26 unverlierbar festgelegt ist. Der Stützring 35 hat im gezeigten Ausführungsbeispiel vier in Richtung auf die Verschlußplatte 36 in den Ventilraum 26 einragende Stützarme 34, die etwa parallel zur Längsachse 28 des Kanals 22 liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Stützring 35 vier gleichmäßig über den Umfang des Stützrings 35 verteilt liegende Stützarme 34 auf. Es kann zweckmäßig sein, die Anzahl der Stützarme 34 abzuändern. Der in Öffnungsstellung des Rückschlagventils 25 verblei­ bende Strömungsquerschnitt ist bestimmt durch die zwischen zwei benachbarten Stützarmen 34 gebildete Lücke 47. Zweck­ mäßig sind die Stützarme 34 an ihren freien Enden abgerun­ det, so daß sich eine geringe Auflagefläche an dem Ventil­ plättchen 24 ergibt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entspricht im Grund­ aufbau dem Einbauteil 30 nach Fig. 1, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Beim Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 2 ist das freie Ende 32 des langge­ streckten, geradlinigen Kanals zum Ansaugkanal 40 stirn­ seitig offen und bildet die - einzige - Austrittsöffnung 21 des Hauptdüsenkanals 20. Bei dieser Ausführungsform kann der im Durchmesser verringerte Abschnitt 31 des Einbauteils 30 kürzer gehalten werden.

Der langgestreckte, geradlinige Kanal 22 ist im Betrieb des Verbrennungsmotors regelmäßig weitgehend vollständig mit Kraftstoff gefüllt, so daß bei Druckschwankungen im Ansaug­ kanal 40 der Überdruck über den als hydraulische Säule im Kanal 22 wirkende Kraftstoffsäule ein sicheres Schließen des Rückschlagventils 25 erzielt ist. Ein Hauptdüsentropfen an der Austrittsöffnung 21 des Hauptdüsenkanals 20 kann durch die erfindungsgemäße Konstruktion weitgehend verhin­ dert werden.

Claims (14)

1. Membranvergaser für einen Verbrennungsmotor, insbeson­ dere für einen Verbrennungsmotor in einem tragbaren, handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge oder dergleichen, mit einem kraftstoffgefüllten Regel­ raum (2), der über ein Zulaufventil (4) aus einem Kraftstoffspeicher gespeist ist, und mit einem Haupt­ düsenkanal (20), der von dem Regelraum (2) in einen Venturiabschnitt (43) eines Ansaugkanals (40) führt, wobei der Hauptdüsenkanal (20) ein in Richtung zum Regelraum (2) schließendes Rückschlagventil (25) auf­ weist, welches nahe dem Regelraum (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (25) an dem dem Regelraum (2) zugewandten Ende des Haupt­ düsenkanals (20) liegt und der Hauptdüsenkanal (20) stromab des Rückschlagventils (25) als langgestreckter, geradliniger Kanal (22) ausgebildet ist, der in den Venturiabschnitt (43) einragt.

2. Membranvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (25) in einem einen Ventilraum (26) bildenden, erweiterten Ende des langgestreckten, geradlinigen Kanals (22) angeordnet ist.

3. Membranvergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung (37) des Rückschlagventils (25) die direkte, unmittelbare, kurze Verbindung zwischen dem Regelraum (2) und dem Ventil­ sitz (29) bildet und vorzugsweise als Festdrossel aus­ gelegt ist.

4. Membranvergaser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilraum (26) zum Regelraum (2) durch eine die Ventilöffnung (37) auf­ weisende Verschlußplatte (36) geschlossen ist.

5. Membranvergaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied des Rück­ schlagventils (25) ein Ventilplättchen (24) ist, wel­ ches frei bewegbar zwischen der Verschlußplatte (36) und einem die Ventilöffnungsstellung bestimmenden Stützring (35) gehalten ist.

6. Membranvergaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (35) an dem dem langgestreckten, geradlinigen Kanal (22) zugewand­ ten Boden (33) des Ventilraums (26) festliegt.

7. Membranvergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (15) in eine Umfangsnut (100) im Ventilraum (26) eingeklipst ist.

8. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (35) in den Ventilraum (26) einragende Stützarme (34) aufweist, die etwa parallel zur Längsmittelachse (28) des lang­ gestreckten, geradlinigen Kanals (22) liegen.

9. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilraum (26) zum langgestreckten, geradlinigen Kanal (22) einen sich auf den Kanaldurchmesser verjüngenden Übergangsabschnitt (27) aufweist.

10. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilraum (26) mit dem Rückschlagventil (25) und der langgestreckte, gerad­ linige Kanal (22) in einem gemeinsamen Einbauteil (30) ausgebildet sind.

11. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptdüsenkanal (20) eine im Ansaugkanal (40) liegende, als Querbohrung (23) zum langgestreckten, geradlinigen Kanal (22) ausge­ bildete Austrittsöffnung (21) aufweist.

12. Membranvergaser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine gemeinsame, durchgehende Querbohrung (23) zwei einander gegenüber­ liegende Austrittsöffnungen (21) gebildet sind.

13. Membranvergaser nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (23) quer zu dem in den Ansaugkanal (40) einströmenden Luftstrom (44) ausgerichtet liegt.

14. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte, gerad­ linige Kanal (22) an seinem stirnseitigen, im Ansaug­ kanal (40) liegenden Ende (32) verschlossen ist.