DE2157533B2 - Vergaser für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit zwei zueinander parallel verlaufenden Ansaugkanälen, die einen gemeinsamen luftführenden Abschnitt stromauf einer in nur einen der Kanäle einmündenden Brennstoffdüse aufweisen, dessen Querschnitt von einer exzentrisch gelagerten Luftklappe gesteuert ist, die gegen die Kraft einer an einem Gestänge angreifenden Schließfeder vom Ansaugluftstrom in die Offenstellung bewegt ist und mit einem Steuerventil in der Brennstoffzuführung zur Brennstoffdüse zusammenwirkt, sowie einer jedem Ansaugkanal zugeordneten willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe, von denen diejenige, die dem Ansaugkanal zugeordnet ist, in den die Brennstoffdüse mündet, stromab dieser Düse angeordnet ist

Aus der US-PS 35 12 508 ist ein Vergaser der eingangs beschriebenen Gattung bekannt. Bei diesem bekannten Vergaser hat man in ά.τ Mischkammer des Vergasers nicht nur einen, sondern zwei parallele Ansaugkanäle mit je einer Hauptdrosselklappe vorgesehen, wobei in dem einen Ansaugkanal die Brennstoffdüse mündet und somit ein konzentriertes Kraftstoff-Luftgemisch erzeugt wird, welches anschließend mit der durch den anderen Ansaugkanal hindurch angesaugten Luft vermischt wird. Dabei sind die in den beiden parallelen Ansaugkanälen angeordneten Hauptdrosselklappen mittels eines gemeinsamen Hebelgetriebes derart betätigbar, daß in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand des Motors unterschiedliche öffnungsweiten der beiden Hauptdrosselklappen erreicht wcr-Hen können. Es hat sich jedoch gezeigt daß die Arbeitsweise dieses bekannten Vergasers, insbesondere hinsichtlich der Luftverschmutzung durch Auspuffgase sowie des Beschleunigungsvermögens noch nicht zufriedenstellend ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und wirksamen Vergaser für Brennkraftmaschinen zu schaffen, welcher eine gleichförmigere Gemischaufbereitung als die bekannten Vergaser bei sämtlichen Drehzahlen ermöglicht wobei gleichzeitig ein minimaler Kohlenoxidgehalt im Auspuffgas erreicht wird, und welcher insbesondere auch ein verbessertes Beschleunigungsvermögen ermögl'cht

Diese Aufgabe wird bei einem Vergaser der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine exzentrisch gelagerte Hilfsluftklappe

stromauf der Brennstoffdüse in dem dieser zugeordneten Ansaugkanal vorgesehen ist, die durch eine Hilfsschließfeder gegen die Wirkung des Ansaugluftstroms in SchiieQrichtung belastet ist

Da das Verhältnis der öffnung der Hilfsluftklappe zur öffnung der in demselben Ansaugkanal angeordneten Hauptdrosselklappe den Unterdruck zwischen diesen beiden Drosseklappen bestimmt und dieser Unterdruck wiederum die durch die zwischen ihnen befindliche Brennstoffdüse hindurchtretende Kraftstoffmenge bestimmt, kann bei entsprechender Einstellung dieses Unterdrucks eine besonders gute Zerstäubung herbeigeführt werden, wobei durch einfache Änderung der Spannung der Hilfsschließfeder und die dadurch hervorgerufene Änderung der öffnung der Hilfsluftklappe die zugeführte Kraftstoffmenge und damit die Gemischanreicherung entsprechend beeinflußt werden kann. Der erfindungsgemäße Vergaser ermöglicht somit mit einfachen Mitteln eine besonders gleichförmige Gemischaufbereitung in allen Drehzahlen bei gleichzeitig minimalem Kohlenoxidgehalt im Auspuffgas sowie insbesondere auch ein gutes Beschleunigungsvenriögen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des ^rfindungsgemäßen Vergasers ergeben sich aus den Unieransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Vergaser gemäß der Erfindung mit konstantem Unterdruck und

Fig.2 eine Seitenansicht eines Vergasers mit konstantem Unterdruck, welche die Betätigungsmittel verschiedener Einzelteile des Vergasers zeigt.

Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vergaser besteht aus drei Hauptteilen, nämlich einem Mittelstück 1, in a dem sich ein Ansaugkanal Xb, ein Ansaugkanal la und ein Schwimmergefäß Ic befinden; einem Oberteil 2 mit einem dem Ansaugkanal 16 und dem Ansaugkanal Xs gemeinsamen luftführenden Abschnitt 2a, sowie einer Abdeckung 2b für das Schwimmergefäß Ic-, und schließlich Einern Unterteil 3, welches an der Motorzuleitung angebracht ist.

Im Ansaugkanal \b sitzt auf einer Drehachse 5b eine Hauptdrosselklappe 4b, welche über ein Gestänge 6b mit einer Dose 31 verbunden ist. Die Dose 31 weist eine nicht dargestellte Membran, durch welche zwei getrennte Kammern gebildet werden, von denen die obere über eine Rohrleitung 32 mit dem Raum oberhalb der Hauptdrosselklappe 4b verbunden ist, r.uf. Im Ansaugkanal la sitzt auf einer Drehachse 5a eine Hauptdrosselklappe 4a, welche über ein Gestänge 6a beispielsweise mit dem Gaspedal verbunden ist. Außerdem ist zwischen der Hauptdrosselklappe 4a im Ansaugkanal la und der Hauptdrosselklappe 4b im Ansaugkanal Xb ein nur in einer Richtung wirkendes Verbindungselement 6c vorgesehen.

Der Kraftstoff wird durch ein* Brennstoffdüse 20 mit Bohrungen 20a zur Verbesserung der Zerstäubung nur dem Ansaugkanal la zugeführt. Der Kraftstoff wird in eine Zerstäubungskammer Xd gesaugt, die mit dem w> Schwimmergefäß Ic über eine Hauptdüse 19 mit einem kalibrierten engsten Querschnitt 19a verbunden ist. Der Kraftstoffspiegel wird im Schwimmergefäß Ic mit Hilfe eines Schwimmers 18 konstant gehalten, welcher eine Schwimmernadel 17 betätigt, dii; in einem Schwimmernadelsitz 16 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Zerstäubungskammer \d eventuell mit einer Luftzufuhröffnung 22 ersehen sein kann, welche mit einer Leitung verbunden ist, deren Einlaß entsprechende Mittel zur Regelung der Luftzufuhr zur Zerstäu bungskammer Xd in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen des Motors aufweist Das Mischungsverhältnis von Kraftstoff und Verbrennungsluft wird durch diese Regelung der Luftzufuhr mit Hilfe der Luftzuführöffnung 22 im Zusammenspiel mit der Bewegung einer Ventilnadel Il bestimmt, deren konische Spitze 11a sich im Querschnitt 19a der Hauptdüse 19 befindet Die Ventilnadel 11 sitzt gleitend, aber abgedichtet in einer in der Abdeckung 2b des Schwimmergefäßes Ic angebrachten Buchse 21. Der Kraftstoff wird dem Schwimmergefäß Ic über eine Leitung 15 zugeführt, weiche mittels einer Schraube 14 an der Abdeckung 2b des Schwimmergefäßes Ic befestigt ist

Die Bewegung der Ventilnadel 11 erfolgt durch eine außermittig auf einer Achse 8 drehbar angeordnete Luftklappe 7, wobei der Oberteil der Ventilnadel 11 mit der Luftklappe 7 über einen Arm 10 eines Winkelhebels 9 und ein Gestänge 8a, Sb verbünde' ist Die Luftklappe 7 wird durch eine Zuhaltungseinnchiung so in ihrer geschlossenen Stellung gehalten, daß sich die Luftklappe 7 mehr und mehr öffnet, je nachdem wie der Luftdurchsatz durch den Vergaser zunimmt, wodurch sich die Ventilnadel 11 entsprechend bewegt und damit wiederum deren konische Spitze 11a im Querschnitt 19a der Hauptdüse 19. Eine Hilfsluftklappe 12 sitzt auf einer Achse 13 außermittig im Einlaß des Ansaugkanals ta. Die Hilfsluftklappe 12 wird durch Zuhaltemittel in ihrer geschlossenen Stellung gehalten. Bei dem in F i g. 1 und F i g. 2 dargestellten Beispiel setzt sich der Ansaugkanal la in einem Strömungsquerschnitt 3b fort, der im engsten Querschnitt einer im Kanal 3a unterhalb der Hauptdrosselklappe 4b angeordneten Venturidüse 26 mündet. Das aus der Brennstoffdüse 20 austretende Gemisch wird daher durch die Gasströmung hinter die Hauptdrosselklappen 4a und 4b transportiert und erhält in der Venturidüse 26 eine zusätzliche Beschleunigung. Dadurch entsteht eine bei allen Betriebszuständen vollkommene Zerstäubung, was ein fehlerfreies Funktionieren über den ganzen Bereich von Leerlauf bis Vollast ermöglicht.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aurführungsbeispiel wird das im Ansaugkanal la erzeugte Gemisch mit der durch den Ansaugkanal It hindurchgeströrtden Luft gemischt, um danach den Motorzuleitungen und den Zylindern zugeführt zu werden.

Wenn in der Zerstäubungskammer Xd eine Öffnung 22 vorgesehen ist, kann der Leerlauf immer noch gewisse Probleme aufwerfen, weil die Luftklappe 7 hierbei im Prinzip völlig geschlossen ist und die Leerlaufluft durch die öffnung 22 eintritt. Wenn nun die Leerlfjufdrehzahl verstellt werden soll, zeigt sich, daß aas Gemisch nicht über den ganzen Lecrlaufbereich konstant ist. Bei Luftzufuhr durch die öffni:ng 22 wächst nämlich der Unterdruck mit der Drehzahl. Da jedoch die Luftmenge weniger schnell als die Kraftstoffmenge durch die Hauptdüse 19 zunimmt, ändert sich dar, Kraftstoff-Luft-G .misch mit der Leerlaufdrehzahl. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden und einen im wesentlichen konstanten Unterdruck für alle l.eerlaufdrehzahlen zwischen 500 und etwa '000 U/min zu erhalten, ist in einer öffnung 7a der Luftklappe 7 ein Klappenventil 23 vorgesehen. Das Klappenventil 23 sitzt an einer einstellbarer. Feder 24, die beispielsweise mit Hilfe einer Niet 25 an der Luftklappe 7 befestigt ist. Seiner Form entsprechend gibt das Klappenventil 23 je

nach seiner Stellung eine mehr oder weniger große öffnung frei und erlaubt dadurch zusätzliche Luftzufuhr durch die Öffnung 7a, wodurch wiederum der Gemischgehalt (Gemischanreicherung) im Vergaser über den ganzen Lecrlaufbereich zwischen 500 und 1000 U/min im wesentlichen konstant gehalten werden kann.

Wie in F i g. 2 dargestellt, wirkt das beispielsweise mit dem Gaspedal eines Kraftwagens verbundene Gestänge 6a über einen Hebel 5c direkt auf die Achse 5a der Hauptdrosselklappe 4 λ im Ansaugkanal la, wobei das Gestänge 6a durch ein Verbindungselement 6c· verlängert ist, welches an seinem Ende ein Langloch 6t/besiut. das auf einem mit dem Hebel 5t/ fest verbundenen Drehzapfen 5e sitzt, wobei der Hebel 5d wiederum an der Achse 5i> der ! lauptdrosselklappe 4b im Ansaugkanal \b befestigt ist. Auf diese Weise führt eine Bewegung des Gestänges 6a nach rechts zu einer Öffnung der Hauptdrosseikiappe 4a im Ansaugkanai la, während das Verbindungselement 6cauf die Hauptdrosselklappe Ab im Ansaugkanal \b keine Wirkung ausübt. Wenn jedoch durch Bewegung des Gestänges 6a nach links die Hauptdrosselklappe 4a geschlossen wird, so überträgt sich dieser Befehl für die Hauptdrosselklappe 4a auf die Hauptdrosseikiappe 4b. Auf diese Weise wird das öffnen und Schließen der I lauptdrosselklappe 4a im Ansaugkanal la direkt vom Fahrer des Kraftwagens geregelt, während bei der Hauptdrosseikiappe 4b im Ansaugkanal \b der Fahrer nur den Befehl für das Schließen gibt und die Öffnung durch eine Dose 31 in Abhängigkeit von dem oberhalb der Hauptdrosselklappe 4b im Ansaugkanal \b herrschenden Druckes geregelt wird. Es ist übrigens sehr wohl möglich, die Hauptdrosselklappe 4b im Ansaugka.ial ib schneller zu schließen als die Hauptdrosselklappe 4a im Ansaugkanal la. wozu sie um einen größeren, beispielsweise doppelt so großen. Winkel gedreht wird als die Hauptdrosselklappe4aim Ansaugkanal la.

Die Achse 13 der Hilfsluflklappe 12 für den Ansaugkanai la weist einen Hebel 1 ib auf, der über eine Hilfsschließfeder 29 mit einer Regelschraube 37 verbunden ist. die in einem mit nicht dargestellten Zusatzmitteln versehenen Element 30 sitzt und mit deren Hilfe die Spannung der Hilfsschließfeder 29 in Abhängigkeit von Umgebungsdruck und Umgebungstprnnprilnr Hör Ijift i'frct^ljt »yprffpn !*ΉΠΓί. Mit Hilfe iiCr Öffnung der Hauptdrosselklappe 4a den Unterdruck zwischen den beiden Drosselklappen 12 und 4a bestimmt und dieser Unterdruck wiederum die durch die Hauptdüse 19 hindurchtretende Kraftstoffmenge bestimmt, kann durch Änderung der Spannung der Hilfsschließfeder 29 und die dadurch hervorgerufene Änderung der Öffnung der Hilfsluftklappe 12 die zugeführte Kraftstoffmenge und damit die Gemischan reicherung beeinflußt werden.

ίο Es sei bemerkt, daß ein Vergaser der beschriebenen Art über den größten Teil der Arbeitskurve des Motors eine Einstellung des Mischungsverhältnisses erlaubt, bei dem die Menge an unvcrbrannlem Kraftstoff und Kohlenmonoxid minimal ist. Beim Beschleunigen sollte

!■> dem Motor jedoch ein der maximalen Leistung entsprechendes Gemisch zugeführt werden. Diese Anreicherung muß in dem Maße abgebaut werden, wie sich der Betriebszustand des Motors einem Gleichgewichtszustand nähert. Aus diesem Grunde ist eine kinematische Verbindung zur Bewegung der Luftklappe 7 mit einem Gestänge 27 vorgesehen, das an seinem einen Ende 27a mit dem Hebel 8cdrehbar verbunden ist. wobei das Gestänge 27 mit seinem anderen Ende frei in einem Loch im Drehzapfen 5c gleiten kann. Wenn sich

y-> daher Hauptdrosselklappe 4b und Luftklappe 7 gleichzeitig und parallel bewegen, bleibt die Lage des Mittelpunktes 27b des Gestänges 27 unverändert, da sich das Gestänge 27 um diesen Mittelpunkt dreht, wobei sich das Gelenk 27a um die gleiche Strecke nach links bewegt, wie der Drehzapfen 5e mit dem anderen Ende 5c des Gestänges 27 nach rechts. Im Gegensatz dazu öffnet sich bei starker Beschleunigung die Hauptdrosselklappe 4b schneller als die Luftklappe 7. Dadurch ergibt sich eine geringere Bewegung des

3) Gelenks 27a nach links als für das andere Ende des Gestänges 27 mit dem Drehzapfen 5e nach rechts, wodurch sich der Mittelpunkt 27i? ebenfalls nach rechts bewegt und damit auch die über den Hebel 13a mit der Achse 13 der Hilfsluftklappe 12 verbundene Schließfeld der 28. Da eine Erhöhung der Spannung der Zuhaltung von Hilfsluftklappe 12 zu ihrer verstärkten Schließung führt, wird für einen gegebenen Unterdruck oberhalb der Hauptdrosselklappe 4b die Gemischanreicherung dadurch vergrößert, daß der Unterdruck in dem Raum

*'·> zwischen Hauptdrosselklappe 4a und der Hilfsluftklap r\i> \"y inctotcTt «/»-»Kai Ainr-n i^omicphin^pirhnmnn in

Regelschraube 37 läßt sich die Spannung der Hilfsschließfeder 29 von Hand auf die gewünschte Leerlauf-Gemischanreicherung einstellen. Da nämlich die öffnung der Hilfsluftklappe 12 im Verhältnis zur dem Umfang zurückgeht, wie die Drosselklappe 7 die Bewegung der Hauptdrosselklappe 4b nachholt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Palentansprüche:

1. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit zwei zueinander parallel verlaufenden Ansaugkanälen, die einen gemeinsamen luftführenden Abschnitt s stromauf einer in nur einen der Kanäle einmündenden Brennstoffdüse aufweisen, dessen Querschnitt von einer exzentrisch gelagerten Luftklappe gesteuert ist, die gegen die Kraft einer an einem Gestänge angreifenden Schließfeder vom Ansaug- ι ο luftstrom in die Offenstellung bewegt ist und mit einem Steuerventil in der Brennstoffzuführung zur Brennstoffdüse zusammenwirkt, sowie einer jedem Ansaugkanal zugeordneten willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe, von denen diejenige, die dem r> Ansaugkanal zugeordnet ist, in den die Brennstoffdüse mündet, stromab dieser Düse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine exzentrisch gelagerte Hilfsluftklappe (12) stromauf der Brennstoffdüse (20) in dem dieser zugeordneten Ansaugkanal (ta) vorgesehen ist, die durch eine Hiifsschiieüfeder (25) gegen die Wirkung des Ansaugluftstroms in Schließrichtung belastet ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschließfeder (29) der Hilfsluft- klappe (12) und die Schließfeder (28) der Luftklappe (7) derart unterschiedlich ;n ihrer Vorspannung eingestellt sind, daß oberhalb der Hauptdrosselklappe (Aa) im Ansaugkanal (\a) ein etwas größerer Unterdruck erzeugt wird als oberhalb der Hauptdrosselklappe(46,)im Ansaugkanal (\b)

3. Wergsu.iT nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die H''fsschließfeder (29) der Hilfsluftklappe (12) manuelle oder automatische Einrichtungen (37) zur Verstellung ihrer Einstellung

aufweist, durch welche sowohl die Leerlauf-Gemischanreicherung einstellbar und die Gemischanreicherung im Lastbetrieb an den Umgebungsdruck und die Temperatur anpaßbar sind.

4. Vergaser nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfeder (28) mit ihrem einen Ende ebenfalls an der Hilfsluftklappe (12) angreift und mit ihrem anderen Ende mit dem Gestänge (27) verbunden ist das mit seinem einen Ende (27a) mit einem Hebel (Sc) in drehbarer Verbindung steht, welcher auf der Drehachse (8) der Luftklappe (7) fest angeordnet ist, und mit seinem anderen Ende (Se) der Bewegung eines mit der Drehachse (Sb) der Hauptdrosselklappe (Ab) im Ansaugkanal (liefest verbundenen Hebels (Sc)folgt so wobei die Bewegungen der beiden Enden derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich bei einer parallelen Bewegung von Hauptdrosselklappe (4b) und Luftklappe (7) der Angriffspunkt (27b) der Schließfeder (28) am Gestänge (27) nicht bewegt, während sich bei einer vorangegangenen Bewegung der Hauptdrosselklappe (4b) relativ zu der Luftklap pe (7) der Angriffspunkt (27 b) derart bewegt, daß die Einstellung der Schließfeder (28) in Richtung auf eine größere Gemischanreicherung verändert wird.

5. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftklappe (7) ein einstellbares Klappenventil (23) angeordnet ist, welches einen Luftdurchtritt durch die Luftklapp«: (7) auch in ihrer voll geschlossenen Stellung ermöglicht.

6. Vergaser nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt (3b) stromab der Hauptdrosselklappe (Aa) im Ansaugkanal (\a) im engsten Querschnitt einer Venturidüse (26) mündet, welche stromab der Hauptdrosselklappe (Ab)des Ansaugkanals (ib)\md zumindest im wesentlichen in der Achse dieses angeordnet ist.

7. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hauptdrosselklappe (Aa) im Ansaugkanal (ta) und der Hauptdrosselklappe (Ab)Im Ansaugkanal (\b)nur in einer Richtung wirkende Verbindungselemente (6a 6d) vorgesehen sind, durch die die Hauptdrosselklappe (Ab) im Ansaugkanal (\b) synchron mit der Hauptdrosselklappe (Aa) im Ansaugkanal (ta) schließbar ist, wobei die Schließung der Hauptdrosselklappe (Ab) im Ansaugkanal (\b) schneller erfolgt als die der Hauptdrosselklappe (Aa) im Ansaugkanal (Xa).