DE19818718B4 - Brennkraftmaschine mit leckagegesicherter Belüftung - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine mit einem Brennstofftank, einem Vergaser, der über eine Belüftung (60) oberhalb des Brennstofftanks verfügt, einer Brennstoffleitung (6, 8), die auf einer Zulaufseite dem Vergaser Brennstoff aus dem Brennstofftank zuführt und auf einer Ablaufseite eingespeisten, überflüssigen Brennstoff zum Brennstofftank zurückführt, einer Verbindungsleitung (62) zwischen der Belüftung (60) und einer Brennstoff-Auffangeinrichtung (58), die über einen Luftauslaß (70) verfügt, so daß der Brennstoff, der vom Brennstofftank durch die Ablaufseite der Brennstoffleitung rückwärts fließt und durch die Belüftung (60) leckt, in der Brennstoff-Auffangeinrichtung (58) aufgefangen und entlüftet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Auffangeinrichtung eine Brennstoff-Auffangkammer (58) ist, die mit einem Einlaß für die Verbindungsleitung (62) versehen ist, der sich in einem unteren Abschnitt der Brennstoff-Auffangkammer (58) und über der Belüftung (60) befindet, und dass die Verbindungsleitung (62) von der Belüftung (60) zur Brennstoff-Auffangkammer (58) aufsteigend geführt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
- Von einer Brennkraftmaschine angetriebene Arbeitsgeräte, wie beispielsweise tragbare Schneidegeräte, Sprühgeräte für Chemikalien, Hochleistungsgebläse oder ähnliche Geräte sind allgemein bekannt, und einige der Kraftmaschinen sind mit einem Umlaufvergaser ausgestattet.
- Der Aufbau eines herkömmlichen Umlaufvergasers
2 wird nun unter Bezugnahme auf5 beschrieben. Unter dem Vergaser2 ist ein Brennstofftank4 vorgesehen. Der Vergaser2 verfügt über eine Brennstoffleitung, durch den über eine Ansaugleitung6 der im Brennstofftank4 enthaltene Brennstoff einer über dem Brennstofftank4 angeordneten Brennstoffkammer22 zugeführt wird. Der eingespeiste überschüssige Brennstoff wird über eine Rückführungsleitung8 zum Brennstofftank4 zurückgeführt. Im folgenden wird nun die Funktionsweise des Vergasers2 beschrieben. Vor dem Starten einer Brennkraftmaschine wie beispielsweise eines nicht dargestellten, kompakten, luftgekühlten Zweitakt-Benzimnotors wird beispielsweise zunächst durch manuelles Zusammendrücken und Loslassen eines Balls10 einer im Vergaser2 angeordneten Initialpumpe in einer Pumpkammer12 des Balls10 ein Unterdruck erzeugt. Dadurch wird ein Saugkontrollventil14 geöffnet und ein Abgabekontrollventil16 geschlossen, wodurch in einer von einer zwischen dem Saugkontrollventil14 und dem Abgabekontrollventil16 angeordneten Membran20 gebildeten Membrankammer18 ein Unterdruck erzeugt wird. Infolgedessen fließt der Brennstoff im Brennstofftank4 durch die Ansaugleitung6 und das Saugkontrollventil14 in die Pumpkammer12 . Daraufhin entsteht durch erneutes Drücken des Balls10 in der Pumpkammer12 ein Überdruck, der das Saugkontrollventil14 schließt und das Abgabe-kontrollventil16 öffnet, wodurch der Brennstoff, der die Pumpkammer12 füllt, in die Membrankammer18 und weiter in die Brennstoffkammer22 eingespeist wird. Das Zusammendrücken und Loslassen des Balls10 wird mehrmals wiederholt, bis die Brennstoffkammer22 mit Brennstoff gefüllt ist. - Wenn dann die Brennkraftmaschine gestartet wird, wirken die Druckstöße (der Druck wechselt zwischen Überdruck und Unterdruck) in einer (nicht dargestellten) Kurbelkammer auf die Rückseite der Membran
20 ein, wodurch sich der Druck in der Membrankammer18 ändert. Der Brennstoff im Brennstofftank4 wird ohne Unterbrechung durch die auf die Membran20 einwirkenden andauernden Druckstöße durch die Ansaugleitung6 in die Brennstoff kammer22 eingespeist. Ferner wird der der Brennstoffkammer22 zugeführte Brennstoff durch eine Hauptdüse26 bemessen und wird aus einer Nadeldüse28 heraus gesaugt. Daraufhin wird er in ein Luft-Brennstoffgemisch umgewandelt und in einen Zylinder der Kraftmaschine eingesaugt. In die Brennstoffkammer22 eingespeistes überschüssiges Benzin fließt über eine Sperre29 und kehrt über die Rückführungsleitung8 in den Brennstofftank4 zurück. Auf der Ansaugseite eines Lufttrichterabschnitts30 des Vergasers2 ist ein Luftfilter32 vorgesehen. - Eine Belüftung
23 steht mit dem Brennstofftank4 durch die Rückführungsleitung8 auf der Ablaufseite der Brennstoffleitung in Verbindung. Wenn beispielsweise in die Brennstoffkammer22 unter äußerst hohen Temperaturen in der Sommerzeit die Mischung von verdampftem Brennstoff und Luft im oberen Raum des Brennstofftanks4 aufgeheizt wird und sich dadurch ausdehnt, wird somit der Druck im Tank4 immer noch auf Atmosphärendruck gehalten, da der Brennstofftank4 durch die Belüftung23 entlüftet wird. - Wenn ein Benutzer das tragbare Arbeitsgerät mit der Brennkraftmaschine auf seinem Rücken trägt, wird diese in verschiedene Stellungen, beispielsweise von einer aufgerichteten Stellung in eine schräge Stellung gebracht. In solch einem Fall bewegt sich der Brennstoffspiegel im Brennstofftank
4 bezüglich des Brennstofftanks4 von einer durch eine durchgezogene Linie dargestellten Lage zu einer in5 durch eine gestrichelte Linie dargestellten Lage. Das kann dazu führen, daß der untere Abschnitt der Rückführungsleitung8 verschlossen wird. Wenn in einem solchen Fall die Luft und der verdampfte Brennstoff im Raum innerhalb des Brennstofftanks4 aufgeheizt wird und sich wie oben beschrieben ausdehnt, kann das dazu führen, daß der Brennstoff aus der Belüftung23 leckt. - Aus der
JP 08151960 AA - Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine durch Schräglage der Brennkraftmaschine hervorgerufenen Brennstoffleckage über die Tankentlüftung in die Atmosphäre zu unterbinden. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Brennkraftmaschine nach dem Patentanspruch, wobei ermöglicht wird, dass in aufgerichteter Stellung der Brennkraftmaschine vorher von der Brennstoff-Auffangkammer aufgenommener Brennstoff zur Belüftung und zum Tank zurückfließen kann.
- Wenn die Brennkraftmaschine der Erfindung eine aufgerichtete Stellung einnimmt, steht die Brennstoffleitung und der Brennstofftank mit der Atmosphäre über die Belüftung, die Brennstoff-Auffangkammer und den Luftauslaß in Verbindung. Wenn die Brennkraftmaschine andererseits schräg gehalten wird und dadurch das ablaufseitige Ende der Rückführungsleitung der Brennstoffleitung durch den Brennstoff im Brennstofftank verschlossen wird, wird der sich darin befindende Brennstoff durch diese hindurch aufgrund der Ausdehnung der Luft und/oder des verdampften Brennstoffs im Brennstofftank herausgepumpt. Infolgedessen kann er durch die Belüftung lecken. In einem derartigen Fall fließt der aus der Belüftung geleckte Brennstoff in die Brennstoff-Auffangkammer und wird darin aufgefangen. Somit verhindert diese, daß ausgelaufener Brennstoff auf der Kleidung eines Benutzers Flecken bildet oder daß dieser auf Agrarprodukte gelangt.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Brennstoff-Auffangkammer mit einem Einlaß für die Verbindungsleitung versehen, der sich in einem unteren Abschnitt der Brennstoff-Auffangkammer (
58 ) und über der Belüftung (60 ) befindet. - Wenn die Brennkraftmaschine eine aufgerichtete Stellung einnimmt und die Brennstoffleitung nicht länger vom Brennstoff verschlossen ist, fließt der von der Brennstoff-Auffangkammer aufgenommene Brennstoff aufgrund der Schwerkraft zu der unter dem Einlaß angeordneten Belüftung und fließt durch die Brennstoffleitung zum Brennstofftank zurück. Somit besteht ein vollständiges Brennstoffumlaufsystem für den Vergaser.
- Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine einen Großteil eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine darstellende, teilweise geschnittene Seitenansicht, eines auf dem Rücken tragbaren Arbeitsgeräts mit einem daran angebrachten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine; -
2 eine vergrößerte Längsschnittansicht, die die Verbindungen zwischen einem Luftfilter, einer Brennstoff-Auffangkammer und einer Belüftung aus1 darstellt; -
3 eine teilweise geschnittene Rückansicht der in1 dargestellten Brennkraftmaschine, die einen Großteil dieser Maschine darstellt; -
4 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie IV-IV in Richtung der in2 dargestellten Pfeile; und -
5 einen schematischen Längsschnitt eines typischen herkömmlichen Vergasers. - Eine auf einem in
1 dargestellten tragbaren Arbeitsgerät angebrachte Brennkraftmaschine50 ist beispielsweise eine Kraftmaschine von der Art eines luftgekühlten Zweitaktmotors mit einem Hubraum von ungefähr 25 ccm. Dieser weist einen Vergaser54 auf, wie er in5 dargestellten ist. Die Brennkraftmaschine hat einen unter dem Vergaser54 angeordneten Brennstofftank56 , einen auf der einen Seite des Vergasers54 angeordneten Luftfilter57 und eine Brennstoff-Auffangkammer58 , die von dem Luftfilter57 durch die obere Wand des Luftfiltergehäuses57a getrennt ist und einen oberen Raum des Luftfilters57 bildet. Die Brennstoff-Auffangkammer58 ist über eine Leitung62 mit einer Belüftung60 des Vergasers54 verbunden. Die gesamte Brennkraftmaschine50 ist auf einem Tragegestell64 angebracht, und ein Benutzer trägt das Tragegestell64 auf seinem Rücken mit Gurten66 auf seiner Schulter. - Es gibt verschiedene Arten von auf dem Rücken tragbaren Arbeitsgeräten wie beispielsweise tragbare Schneidegeräte, Sprühgeräte für Chemikalien, Hochleistungsgebläse oder ähnliche Geräte. Unter anderem und im Fall eines tragbaren Schneidegerätes wird beispielsweise eine mit einem sich drehenden Messer verbundene Abtriebswelle durch eine Antriebswelle
67 der Kraftmaschine52 in Drehung versetzt. - Da der Vergaser
54 , der Brennstofftank56 , der Luftfilter57 und die Belüftung60 des Ausführungsbeispiels denselben Aufbau und denselben Funktionen wie jeweils der Vergaser2 , der Brennstofftank4 , der Luftfilter32 und die Belüftung23 der in5 dargestellten herkömmlichen Bauart aufweisen, wird auf deren Beschreibung zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet. - Das Ausführungsbeispiel verfügt auf ähnliche Weise über eine ähnlichen Brennstoffleitung mit Teilen wie die Ansaugleitung
6 , die Brennstoffkammer22 und die Rückführungsleitung8 einer herkömmlichen Brennkraftmaschine. Deshalb wird auch auf die Beschreibung der Brennstoffleitung des Ausführungsbeispiels verzichtet. Die gleichen Teile wie in der herkömmlichen Brennstoffleitung werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine Beschreibung wird darum ebenso verzichtet, da diese bereits beschrieben worden sind. - Unter Bezugnahme auf die
2 bis4 wird nun die Brennstoff-Auffangkammer58 im einzelnen beschrieben. Die Brennstoffauf-fangkammer stellt einen Raum dar, um den Brennstoff zeitweilig zu speichern, der aufgrund der Ausdehnung des verdampften Brennstoffs und der Luft innerhalb des Brennstofftanks56 beispielsweise wegen eines Tempera turanstiegs der Außenluft durch den Brennstofftank56 durch die Rückführungsleitung8 oder eine Ablaufseite der Brennstoffleitung (5 ) zurückfließt und durch die Belüftung60 leckt. Um die Anforderung zu erfüllen, die Größe eines auf dem Rücken tragbaren Arbeitsgeräts herabzusetzen, ist die Brennstoff-Auffangkammer58 in einem oberen Innenraum des Luftfilters57 vorgesehen, der von einer Luftfilterabdeckung68 und dem Luftfiltergehäuse57a gebildet ist, wie in2 dargestellt ist. Die Brennstoff-Auffangkammer58 ist, wie in4 dargestellt ist, so gestaltet, daß sie einen konkaven Abschnitt bildet, so daß sie weitere Bauteile einschließlich dem zylindrischen Filterelement81 nicht stört. Die durch den gewöhnlichen Temperaturanstieg in der Brennkraftmaschine50 des Ausführungsbeispiels hervorgerufene Brennstoffleckage beträgt schätzungsweise maximal 30 ccm. Dementsprechend verfügt die Brennstoff-Auffangkammer58 des Ausführungsbeispiels über ein Volumen von 35 ccm, was einen gewissen Spielraum gewährt. - Ein Luftauslaß
70 ist von einem vertieften Abschnitt am oberen Endabschnitt57a' der äußeren Seitenwand gebildet, die die ungeschützte äußere Wand des Luftfiltergehäuses57a , das die Brennstoff-Auffangkammer58 bildet. Um zu verhindern, daß der Luftauslaß70 durch Staub und Schmutz verstopft wird, ist am oberen Endabschnitt des vertieften Abschnitts ein Loch82 in horizontaler Richtung ausgebildet. Das Loch82 weist eine möglichst minimale Größe auf, die aber nicht mit einem Brennstofftropfen verstopft werden kann. Um weiterhin den Staub vom Eintritt in die Brennstoff-Auffangkammer58 abzuhalten, ist im Luftfilter70 in geringem Abstand außerhalb des kleinen Lochs82 ein Filter72 angeordnet, um die Belüftung zu verbessern. - Am unteren Endabschnitt der äußeren Seitenwand
57a' der Brennstoff-Auffangkammer58 ist ein Brennstoffeinlaß74 vorgesehen, um den Brennstoff in die Brennstoff-Auffangkammer58 zu leiten. Ein Leitungsanschluß76 erstreckt sich in horizontaler Richtung nach außen. An dessen einem Ende ist eine Leitung62 angeschlossen. Wie2 entnommen werden kann, ist die Belüftung60 des Vergasers54 unter dem Brennstoffeinlaß74 angeordnet. Ein Leitungsanschluß78 erstreckt sich von der Belüftung60 nach oben. Die Leitung62 ist daran am anderen Ende angeschlossen, wodurch die Belüftung60 und der Brennstoffeinlaß74 miteinander in Verbindung stehen. - Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Brennstoff-Auffangkammer
58 beschrieben. Wenn sich die Brennkraftmaschine50 zunächst in einer aufgerichteten Stellung befindet, und wenn durch den Temperaturanstieg der Außenluft im Sommer die Luft und der verdampfte Brennstoff, die sich im Raum oberhalb des Brennstoffspiegels im Brennstofftank56 befinden, aufgeheizt werden und diese sich daraufhin ausdehnen, werden die Luft und der verdampfte Brennstoff durch die Rückführungsleitung8 , die Belüftung60 , die Leitung62 , den Brennstoffeinlaß74 , die Brennstoff-Auffangkammer58 und schließlich durch den Luftauslaß70 entlüftet. Die Belüftung der Brennstoffkammer22 (siehe5 ) wird auf die gleiche Weise bewerkstelligt. - Wenn andererseits die Brennkraftmaschine
50 bezüglich der aufgerichteten Stellung in Schräglage gebracht wird, wird der Brennstoffspiegel im Brennstofftank56 den unteren Endabschnitt der Rückführungsleitung8 des Vergasers54 erreichen. Infolgedessen kann die Rückführungsleitung durch den Brennstoff verschlossen werden. Wenn sich in einem solchen Fall die Luft und der verdampfte Brennstoff, die hinter dem Brennstoff innerhalb des Brennstofftanks56 eingeschlossen sind, beispielsweise durch den Temperaturanstieg der Außenluft im Sommer ausdehnen, steigt der Druck im Brennstofftank56 an. Infolgedessen wird der Brennstoff durch die Rückführungsleitung8 und die Belüftung60 ausgestossen. - Bei dem Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine
50 fließt der aus der Belüftung60 leckende Brennstoff durch die Leitung62 und den Brennstoffeinlaß74 und weiter in die Brennstoff-Auffangkammer58 und wird darin aufgenommen. Die Luft in der Brennstoff-Auffangkammer58 entweicht durch den in einem oberen Abschnitt der Brennstoff-Auffangkammer58 angeordneten Luftauslaß70 . Sobald eine der Ausdehnung der Luft und des verdampften Brennstoffs entsprechende Luftmenge durch die Belüftung60 entwichen ist, sinkt der Druck im Brennstofftank56 auf Atmosphärendruck, und kein Brennstoff läuft mehr aus. Während dieser Zeit durchquert die aus der Brennstoffkammer22 heraus gedrückte Luft die Belüftung60 , die Leitung62 und den Brennstoffeinlaß74 und durchquert ferner den von der Brennstoff-Auffangkammer58 aufgenommenen Brennstoff in der Form von Blasen. Schließlich wird diese durch den Luftauslaß70 in die Atmosphäre abgegeben. Auf diese Weise ist die Funktion der Belüftung sichergestellt. - Wenn sich die Brennkraftmaschine
50 in einer aufgerichteten Stellung befindet und der untere Endabschnitt der Rückführungsleitung8 nicht mehr von Brennstoff im Brennstofftank56 verschlossen ist, beginnt der von der Brennstoff-Auffangkammer58 aufgenommene Brennstoff durch sein eigenes Gewicht durch den Brennstoffeinlaß74 auszufließen oder wird von einem von der laufenden Kraftmaschine 50 im Brennstofftank4 erzeugten Unterdruck heraus gesaugt. Infolgedessen fließt der Brennstoff von selbst durch den Brennstof feinlaß74 und wird von selbst durch die Rückführungsleitung8 zum Brennstofftank56 zurückgeführt. - Da bei dem Ausführungsbeispiel der Brennstoffeinlaß
74 über der Belüftung60 angeordnet ist, wenn die Rückführungsleitung8 nicht verschlossen ist, fließt der Brennstoff vom Brennstoffeinlaß74 zur Belüftung60 durch sein eigenes Gewicht und kann durch die Rückführungsleitung 8 zum Brennstofftank56 zurückfließen. Auf diese Weise besteht ein vollständiger Umlauf des Brennstoffs. - Da der Brennstoffeinlaß 74 im untersten Abschnitt der äußeren Seitenwand
57a' der Brennstoff-Auffangkammer58 eingerichtet ist, entleert sich der gesamte von der Brennstoff-Auffangkammer58 aufgenommene Brennstoff durch sein eigenes Gewicht. - Da weiterhin bei dem Ausführungsbeispiel die Brennstoff-Auffangkammer
58 in einem bestehenden Innenraum des Luftfilters57 eingerichtet ist, kann das Problem der Brennstoffleckage gelöst werden und gleichzeitig Einschränkungen beim Entwurf berücksichtigt werden, die darin bestehen, die Abmessungen und den Aufbau der bestehenden Brennkraftmaschine50 beizubehalten. - Da ferner der Luftauslaß 70 am oberen Endabschnitt der äußeren Seitenwand
57a' der Brennstoff-Auffangkammer58 angeordnet ist, wird der Luftauslaß70 nicht geschlossen, mit Ausnahme außergewöhnlicher Fälle, in denen die Brennstoff-Auffangkammer58 vollständig mit Brennstoff gefüllt ist. Folglich werden die Brennstoffkammer22 und der Brennstofftank56 angemessen entlüftet und dadurch eine wesentliche Funktion der Belüftung gewährleistet. - Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Anordnungen beschränkt. Beispielsweise ist bei dem Ausführungsbeispiel das Volumen der Brennstoff-Auffangkammer
58 gleich 35 ccm. Das Volumen kann jedoch unter Berücksichtigung der leckenden Brennstoffmenge bestimmt werden, die in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen, wie beispielsweise der Ausrichtung der Brennkraftmaschine beim Gebrauch und Temperatur-chwankungen, unterschiedlich sein kann. - Ferner ist es nicht notwendig, daß die Brennstoff-Auffangkanmer
58 und die Belüftung60 durch die Leitung62 untereinander in Verbindung stehen. In dem Fall, in dem die Anforderungen in Bezug auf den Innenraum nicht so hoch sind, kann die Brennstoff-Auffangkammer58 über der Belüftung60 vorgesehen sein und beide können unmittelbar untereinander verbunden sein. - Weiterhin ist bei dem Ausführungsbeispiel die Brennstoff-Auffangkammer
58 im In nenraum des bestehenden Luftfilters57 gebildet. Sie kann jedoch auch außerhalb einer Brennkraftmaschine angeordnet sein, solange der Brennstoffeinlaß74 über der Belüftung60 angeordnet ist. - Schließlich wurde bei dem obigen Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben, bei dem die Belüftung
60 unmittelbar in Verbindung mit der auf der Ablaufseite der Brennstoffleitung angeordneten Rückführleiung8 in Verbindung steht. Die Belüftung60 kann jedoch an eine weitere Belüftung angeschlossen werden, die an eine weitere Brennstoffleitung angeschlossen ist, aus dem aufgrund eines Rückflusses von Brennstoff auslaufen kann.
Claims (1)
- Brennkraftmaschine mit einem Brennstofftank, einem Vergaser, der über eine Belüftung (
60 ) oberhalb des Brennstofftanks verfügt, einer Brennstoffleitung (6 ,8 ), die auf einer Zulaufseite dem Vergaser Brennstoff aus dem Brennstofftank zuführt und auf einer Ablaufseite eingespeisten, überflüssigen Brennstoff zum Brennstofftank zurückführt, einer Verbindungsleitung (62 ) zwischen der Belüftung (60 ) und einer Brennstoff-Auffangeinrichtung (58 ), die über einen Luftauslaß (70 ) verfügt, so daß der Brennstoff, der vom Brennstofftank durch die Ablaufseite der Brennstoffleitung rückwärts fließt und durch die Belüftung (60 ) leckt, in der Brennstoff-Auffangeinrichtung (58 ) aufgefangen und entlüftet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Auffangeinrichtung eine Brennstoff-Auffangkammer (58 ) ist, die mit einem Einlaß für die Verbindungsleitung (62 ) versehen ist, der sich in einem unteren Abschnitt der Brennstoff-Auffangkammer (58 ) und über der Belüftung (60 ) befindet, und dass die Verbindungsleitung (62 ) von der Belüftung (60 ) zur Brennstoff-Auffangkammer (58 ) aufsteigend geführt ist.
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