DE2114921A1

DE2114921A1 - Anordnung bei Luftventilvergasern fur Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2114921A1
Application number: DE19712114921
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Lloyd Stanmore Middlesex Lawrence (Grossbritannien)
Original assignee: Zenith Carburetter Co Ltd
Current assignee: Zenith Carburetter Co Ltd
Priority date: 1970-03-31
Filing date: 1971-03-27
Publication date: 1971-10-14
Also published as: FR2087947A5; SE362684B; US3779530A; GB1295774A

Description

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Bökenbusch 41 L I I H <J L I

Dipl.-Phys. Jürgen lOeisse ^{Telefon (02127) 1319}

Telex 8516895 Patentanwälte

Patentanmeldung

The Zenith Carburetter Gomp» Ltd«,Honeypot Lane Stanmore ,Middlesex

(England)

Anordnung bei Luftventilvergasern für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft Vergaser für Brennkraftmaschinen, insbesondere bei konstantem Unterdruck arbeitende Vergaser, mit einem stromauf einer Drosselklappe im Ansaugkanal angeordneten Luftventil, das in seiner Einstellung selbsttätig auf Unterdruckänderungen in dem zwischen diesem und der Drosselklappe befindlichen Teil des Ansaugkanals in der Weise anspricht, daß der in diesem Teil des Ansaugkanals herrschende Unterdruck im wesentlichen konstant gehalten wird.

Bei diesen Vergasern wird dem Vergaseransaugkanal Brennstoff durch eine in eine Verengung mündende Düse zugeführt, wobei der Querschnitt der Verengung durch die Stellung des Luftventils bestimmt wird

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und der Querschnitt der Brennstoffdüsenoffnung dadurch veränderlich einstellbar ist, daß eine sich durch diese Düse erstrekkende Profilnadel in der Weise bewegbar ist, daß der Querschnitt der Brennstoffdüse in dem Maße vergrößert wird, in dem sich durch die Bewegung des Lüftventils der Querschnitt der Verengung vergrößert.

Es hat sich bei diesen Vergasern herausgestellt, daß es hinsicht- * lieh einer genauen Einstellung des Gehaltes der Auspüffgase an dem giftigen CO im leerlaufbetrieb besonders vorteilhaft ist, wenn in diesem Leerlaufbetrieb die zugeführte Brennstoff-Luft-Mischung veränderbar ist. Dabei ist es besonders erwünscht, diese Veränderung so vornehmen zu können, daß sie die Gemischzuführung über den ganzen übrigen Vergaserdurchflußbereich nicht beeinflußt.

In diesem Zusammenhang ist vorgeschlagen worden, dem Ansaugkanal stromab des Vergaserdrosselventils zusätzlich in veränderlichem Maße Luft zuzuführen, so daß bei einem bestimmten,,. der Maschine zugeführten Luftstrom die Einstellung des Luftventils und der Profilnadel geändert wird, wodurch sich auch }) die wirksame Größe der HauptZuführungsöffnung ändert.

Dementsprechend wurde die zusätzliche Luft dem zwischen Drosselventil und Luftventil befindlichen Teil des Ansaugkanals (in der Folge "Mischkammer¹¹ genannt) zugeführt. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß diese zusätzliche Luftzufuhr zur Mischkammer einen nachteiligen Effekt auf die Leerlaufeigenschaften des Vergasers und sein Ansprechen auf eine Bewegung der Drossel-»

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hai. klappe im Bereich der Leerlaufstellung - e.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einem Vergaser der vorgenannten Art eine zusätzliche LuftZuführungseinrichtung zu schaffen, die die Leerlaufeigenschaften des Vergaeers nicht oder nur minimal nachteilig beeinflußt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zusätzlicher LuftZuführungskanal zur direkten Luftzuführung im Ansaugkanal stromab vom Drosselventil vorgesehen ist, der in der Leerlaufstellung der Drosselklappe zum Ansaugkanal hin offen ist, wobei die Luftzufuhr durch diesen Luftzuführungskanal in Abhängigkeit von der Einstellung des Drosselklappenventils steuerbar ist und die Luftzufuhr durch diesen Luftzuführungskanal bereits bei relativ geringer Bewegung der Drosselklappe aus der Leerlaufstellung in öffnender Richtung unterbrochen ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Vergaser mündet der Luftzuführungskanal in Nachbarschaft zur Außenkante der Drosselklappe, welche sich bei Verstellung in die Leerlaufstellung von der Mischkammer wegbewegt, in den Ansaugkanal, wobei die Anordnung der Einmündung so getroffen ist, daß sie sich bei Leerlaufeteilung stromab von der Drosselklappe befindet und die Drosselklappenkante bei geringer Bewegung aus der Leerlaufstellung heraus über die Einmündung hinweg bewegbar ist. Dabei ist die Winkelverstellung der Drosselklappe von der ersten Stellung, in der sich die Einmündung stromauf von der Drosselklappe befindet, in die zweite Stellung, in der sie sich stromab von dieser

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befindet, mit einer etwa 0,5 kg/min. nicJit übersteigenden Änderung des Luftdurchsatzes durch den Vergaser verbunden·

Bei dem erfindungsgemäßen Vergaser kann die Einmündung als eine Ringnut oder als eine Reihe von umfangsmäßig angeordneten Bohrungen ausgebildet sein. Dabei erstrecken sich die Ringnut bzw. die Bohrungen über einen 6° nicht überschreitenden, von der Mitte des Ansaugkanals gemessenen Winkel.

Zweckmäßigerweise ist bei dem Vergaser nach der Erfindung der zusätzliche Luftzuführungskanal durch ein Ventil steuerbar, wobei das Ventil bei Verstellung der Drosselklappe von der Leerlaufstellung her aus seiner normalen offenen in eine schließende Stellung bewegbar ist. Dabei kann das in seiner Normalstellung offene Ventil mechanisch mit dem Hebelmechanismus zur Betätigung der Drosselklappe verbunden sein oder mit Hilfe einer Spule verschließbar sein, die bei Verstellung der Drosselklappe von der Leerlaufstellung her erregt wird. Das Ventil kann als Drehventil oder als Nadelventil ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise weist der erfindungsgemäße Vergaser in dem zusätzlichen Luftzuführungskanal einstellbare Durohflußsteuereinrichtungen auf, die aus einer fest eingestellten Durchflußbegrenzungsvorrichtung und einer dazu parallelgeschalteten, einstellbaren Durchflußbegrenzungsvorrichtung bestehen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in folgenden anhand der Abbildungen mit den zugehörigen Bezugszeiohen beschrieben:

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Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vergasers in einem Längsteilschnitt;

Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der linie 2-2 von Figur 1·

Figur 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform in einem der Figur 2 ähnlichen Schnitt;

Figur 4 zeigt einen Längsteilschnitt ähnlich

der Figur 1 durch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vergasers;

Figur 5 zeigt ein modifiziertes Teil des in Figur 4 gezeigten Ausführungabeispiele;

6 zeigt einen Längsteilschnitt ähnlich der Figur 1 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1 der Abbildungen ist ein Teil des Grundkörpers eines bei konstantem Unterdruck arbeitenden Vergasers allgemein mit 10 bezeichnet; der mit 11 bezeichnete Ansaugkanal des Vergasers ist mit einem Einlaß bei 12 versehen und sein mit 13 bezeichneter Auslaß ist zur Verbindung mit den Ansaugkanälen einer Brennkraftmaschine eingerichtet.

Im Ansaugkanal 11 ist nahe dem Auslaß 13 ein Drosselklappenventil 14 angeordnet, das auf einer Schwenkachse 15 über eine

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(nicht gezeigte) mechanische Verbindung vom Fahrer geöffnet oder geschlossen werden kann. .

Zwischen den Enden des Ansaugkanals 11 befindet sich eine Brücke 16. Ein Luftventilschieber -17 ist senkrecht durch den Ansaugkanal 11 hindurch beweglich und wirkt in der Weise mit der Brücke 16 zusammen, daß dabei eine veränderliche Verengung bei 18 besteht, wobei der Schieber 17 in bekannter Weise durch Druckunterschiede gesteuert wird, die in einem Gehäuse gegenüberliegenden Seiten eines Kolbens oder einer Membran anliegen, die mit dem Schieber verbunden sind. Die Verbindung ist so gestaltet, daß ein Unterdruck in dem Teil des Ansaugkanals, der zwischen dem Luftventilschieber '17 und dem Drosselventil 14 liegt, d.i. die sog. Mischkammer 19, zu einer von der Brücke weggerichteten Bewegung des Schiebers unter Vergrößerung des Durchtrittsquerschnittes der Verengung führt, so daß der Unterdruck in der Mischkammer 19 im wesentlichen konstant gehalten wird.

Eine Brennst of fversorgungsdüae 21 mündet in der Brückenoberfläehe und ist mit einer (nicht gezeigten) Schwimmerkammer verbunden, die den Brennstoff mit Hilfe eines Schwimmerventils in konstanter Füllhöhe enthält. Eine Profilnadel 22, die vom Luftventilschieber 17 getragen wird, verändert die wirksame Durchtrittsfläche der Düse 21 entsprechend der Stellung des Luftventils.

Die bisher beschriebenen Teile des Vergasers entsprechen bekannten Teilen und eine weitere Beschreibung dieser Teile selbst oder ihrer Wirkungsweise ist daher nicht notwendig.

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Der Vergaserkörper 10 weist einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal 23 auf, der an dem dem Auslaß 13 des Ansaugkanals benachbarten Ende durch einen Stopfen 24 verschlossen ist und bei 25 mit dem Ansaugkanal 11 an einer solchen Stelle verbunden ist, daß bei Leerlaufstellung des Drosselventils entsprechend Figur 1 diese Verbindungsstelle stromab von der Kante der Drosselklappe 14 liegt, d.h. am Ende eines in senkrechter Richtung zu der Schwenkachse des Drosselventils verlaufenden Durchmesser«· Das Drosselventil wird zur öffnung vom Luftventil weg bewegt, so daß schon bei einer sehr geringen solchen Öffnungsbewegung der Drosselklappe ihre Kante über die Verbindungsstelle hinweg bewegt wird, so daß diese sich schließlich stromauf von der Drosselklappe befindet. Die Verbindungsstelle bei 25 kann als eine Ringnut 26 wie in Figur 2 ausgebildet sein, aber auch als eine Reihe von umfangsmäßig angeordneten Bohrungen 27 wie in Figur 3» wobei die Ringnut bzw. die Reihe von Bohrungen vorzugsweise über einen 6° nicht übersteigenden Winkel, gemessen von der Achse des Ansaugkanals, verlaufen.

Der Längskanal 23 stößt an seinem dem Stopfen 24 abgewandten Ende auf einen Querkanal 28, der sich zu einer ebenen äußeren Fläche 29 des Körpers 10 hin öffnet, zu der auch ein Kanal 31 verläuft, der stromauf vom Luftventil vom Ansaugkanal ausgeht. An dieser ebenen Außenfläche 29 ist eine Durchflußbegrenzungseinrichtung 32 befestigt. In dieser Einrichtung 32 ist ein erster Kanal 33 mit dem Kanal 31 verbunden, während ein zweiter Kanal 34 der Einrichtung 32, der dem Kanal 33 parallel läuft, an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende über einen Kanal 35 mit dem Kanal 33 verbunden ist. Ein weiterer Kanal zwischen den Kanälen 33 und 34 ist zwischen seinen Enden

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über einen Kanal 37 mit dem Kanal 28 verbunden.

Ein Gewindestopfen 38 befindet sich, in einer zu dem Kanal 35 ausgerichteten Gewindebohrung und weist ein verjüngtes Ende auf, das in dem Kanal 35 gelagert ist und miteinander verbundene Bohrungen 41, 42 aufweist. Dadurch stellt dieser Gewindestopfen eine fest eingestellte Durchflußbegrenzungsvorrichtung zwischen den Kanälen 33 und 34 dar. Ein zweiter Gewindestopfen 43, der in einer mit dem Kanal 36 fluchtenden Gewindebohrung angeordnet ist, besitzt sich verjüngende Teile 45 und 46, die mit entsprechend ausgebildeten (Peilen des Kanals 36 auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals 37 in der Weise zusammenwirken, daß eine einstellbare Durchflußbegrenzungsvorrichtung zwischen den Kanälen 34 und 37 entsteht. Auf diese Weise kann der tatsächliche luftdurchfluß durch die Kanäle 31 und 23 angenähert

durch den Querschnitt der-ete* Bohrungen 41, 42 im Stopfen 38 bestimmt und in geringem umfang im Sinne einer Zunahme oder Abnahme verändert werden, indem der Stopfen 43 nach innen oder nach außen bewegt wird.

Nach Figur 4 ist der Kanal 23 an Stelle eines ständig offenen Kanals, über dessen Einmündung in den Ansaugkanal die Kante der Drosselklappe 14 bei deren Öffnung hinwegbewegt wird, mit seiner Einmündung in einer gewissen Entfernung stromab von der Drosselklappe bei 44 angeordnet. Ein drehbarer Ventilkörper 45 mit einem inneren I-förmigen Kanal 46 ist mit einem Arm 47 verbunden, der über ein Verbindungsglied 48 mit dem Betätigungsarm 49 der Drosselklappe in Verbindung steht, der selbst mit dem (nicht gezeigten) Steuermechanismus der Drossel ver-

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bunden ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß bei der hier gegeigten Leerlaufeteilung der Drosselklappe 14 der Kanal 46 innerhalb des VentilkÖrpers den Kanal 23 mit der Einaündung 44 verbindet, daß aber bei einer geringen öffnungsbevegung der Drosselklappe der Ventilkörper 45 gedreht wird, so daß der Kanal 46 nicht mehr alt de« Kanal 23 und der Einmündung 44 fluchtet und die Zufuhr τοη luft sun Ansaugkanal durch den Kanal 23 unterbrochen wird«

figur 5 seigt eine der figur 4 ähnliche Anordnung, in der jedoch der Ventilkörper 45 anstatt alt einem Kanal 46 Bit einer Segmentausnehmung 51 versehen ist.

Hach figur 6 ist der Kanal 23 Bit einem Kanal 52 verbunden, der sich zum Ansaugkanal 11 hin stromab vom Drosselventil 14 öffnet, wobei der Kanal 52 mit einem Sitz 53 für ein Nadelventil 54 ausgebildet ist, auf das eine Spule 55 einwirkt, die bei Erregung das Nadelventil seinem Sitz zuführt. Ein normalerweise geöffneter elektrischer Schalter 56 wird von einem Arm 57 betätigt, der an der Droeaelventilachse in der Weise befestigt ist, daß der Sohalter geschlossen wird, wenn sich das Drosselventil um einen geringen Betrag aus der Leerlaufstellung herausbewegt hat, wodurch ein durch die Spule 55 und die Batterie 58 verlaufender Stromkreis geschlossen wird, so daß die Spule erregt wird und das Nadelventil 54 seinem Sitz zuführt.

Bis auf die Ausführung der Ventile, die die Verbindung zwischen dem Kanal 23 und dem Ansaugkanal 11 schließen, sind die Anord-

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mangen nach den Figuren 4, 5 und 6 im wesentlichen identisch stu der naoh Pigur 1 auegebildet. . ·

Da in allen beschriebenen Ausführungabeiapielen der Erfindung die zusätzliche Luftzufuhr nur auf die Leerlaufbedingung bzw. eine ihr nahekommende Bftingung beschränkt ist, wird durch diese zusätzliche Luftzufuhr die Hischungsregulierung durch den Vergaser in der Hauptsache nicht beeinflußt.

Der Stopfen 43 der Durchflußbegrenzungsvorrichtung oder auch " eine andere Durchfluflbegrenzungsvorrichtung in den Kanal für die zusätzliche Luftzuführung kann durch eine Barometerdose oder ein anderes höhenempfindliches Gerät gesteuert werden, so daß die Gemischzusammensetzung automatisch im Leerlauf auf Höhenänderungen korrigiert wird.

Sie Anbringung eines zusätzlichen LuftZuführungskanals nach der Erfindung macht andere Einstellmöglichkeiten zur Steuerung des Leerlaufverhaltens überflüssig, z.B. eine Veränderung der relativen Stellung von Brennstoffdüse und Profilnadel bei einer bestimmten Einstellung des Luftventils.

Der Luftstrom in dem zusätzlichen Luftzuführungskanal kann auch dazu benutzt werden, das zum Betrieb eines bekannten pneumatischen Zündverzögerungsgerätes zu erzeugen.

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Claims

21H921 Patentansprüche

1. Vergaser für Brennkraftmaschlnen, insbesondere bei konstantem Unterdruck arbeitende Vergaser, mit einem stromauf von einer Drosselklappe im Ansaugkanal angeordneten Luftventil, das in seiner Einstellung selbsttätig auf ünterdruckänderungen in dem zwischen diesen und der Drosselklappe befindlichen Teil des Ansaugkanals in der Weise anspricht, daß der in diesem Teil des Ansaugkanals herrschende Unterdruck im wesentlichen konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Iiuftzuführungskanal (25) zur direkten Luftzuführung in den Ansaugkanal (11) stromab vom Drosselventil (H, 15) vorgesehen ist, daß der Luftzuführungskanal in der Leerlaufstellung der Drosselklappe zum Ansaugkanal hin offen ist, daß die Luftzufuhr durch diesen Luftzuführungskanal in Abhängigkeit von der Einstellung des Drosselklappenventils steuerbar ist und daß die Luftzufuhr durch diesen Luftzuführungskanal bereits bei relativ geringer Bewegung der Drosselklappe aus der Leerlaufstellung in öffnender Richtung unterbrochen ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der LuftZuführungskanal (25) in Nachbarschaft zur Außenkante der Drosselklappe (H), welche sich bei Verstellung in die Leerlaufstellung von der Mischkammer (19) wegbewegt, in den Ansaugkanal (11) einmündet, und daß die Anordnung der Ein«ündung (25) so getroffen ist, daß sie sich bei Leerlaufstellung stromab von der Drosselklappe befindet un«l die Drosselklappenkante bei geringer Bewegung aus der Leerlaufstellung heraus über die Einmündung hinweg bewegbar ist.

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3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelverstellung der Drosselklappe (H) von der ersten Stellung, in der sich die Einmündung (25) stromauf von der Drosselklappe befindet, in die zweite Stellung, in der sie sich stromab von dieser befindet, mit einer etwa 0,5 kg/ min. nicht übersteigenden Änderung des Luftdurchsatzes durch den Vergaser verbunden ist.

4. Vergaser nach Anspruch 2 oder 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (25) als eine Ringnut (26) ausgebildet ist.

5. Vergaser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (25) als eine Reihe von umfangemäßig angeordneten Bohrungen (27) ausgebildet ist.

6. Vergaser nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

daß sich die Ringnut (26) bzw. die Bohrungen (27) über einen 6° nicht übersteigenden, A» der Mitte des Ansaugkanals (11) gemessenen Winkel erstrecken.

7. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der zusätzliche LuftZuführungskanal (23) durch ein Ventil (45) steuerbar ist und daß das Ventil bei Verstellung der Drosselklappe (14) von der leerlaufstellung her aus seiner normal offenen in eine schließende Stellung bewegbar ist.

8. Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Normalstellung offene Ventil (45) mechanisch (47, 48, 49) mit dem Hebelmechanismus zur Betätigung der Drosselklappe (14) verbunden ist.

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9* Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Normalstellung offene Ventil (52, 53» 54) mit Hilfe einer Spule (55) verschließbar ist, und daß die Spule hei Verstellung der Drosselklappe (14) von der Leerlauf et ellung her erregbar ist«

10. Vergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Normalstellung offene Ventil als ein Drehventil (45) ausgebildet ist.

11. Vergaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Normalstellung offene Ventil als ein Nadelventil (54) ausgebildet ist.

12. Vergaser nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche LuftZuführungskanal (23) einstellbare Durchflußsteuereinrichtungen (32) aufweist.

13. Vergaser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußsteuereinrichtung (32) aus einer fest eingestellten Durchflußbegrenzungsvorriohtung (35, 38, 39 » 41, 42) und, einer dazu parallel geschalteten einstellbaren Burehflußbegrenzungevorriohtung (34, 36, 37, 43» 45, 46) besteht.

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