DE2157533C3 - 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

to 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

J5 Hauptdrossclklappc, 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 der löschkammer des Vergasers nicht nur einen, sondern zwei parallele Ansaugkanälc mit je einer Hauptdrosselklappe vorgesehen, wobei in dem einen Ansaugkanal die Brennstoffdüse mündet und somit ein konzentriertes Kraftstoff-

Vi Luftgemisch erzeug! wird, welches anschließend mit der durch den anderen Ansaugkanal hindurch angesaugten Luft vermischt wird. Dabei sind die in den beiden parallelen Ansaugkanälcn angeordneten Hauptdrosselklappcn mittels eines gemeinsamen llcbelgctricbcs

^r>o derart betätigbar, daß in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand des Motors unterschiedliche Öffnungsweiten der beiden Hauptdrossclklappen erreicht werde:; 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

M) Brennkraftmaschinen zu schaffen, welcher eine gleichförmigere. Gcmischaufbercitung als die bekannten Vergaser bei sämtlichen Drehzahlen ermögl.cht, wobei gleichzeitig ein minimaler Kohlcnoxidgehalt im Auspuffgas erreicht wird, und welcher insbesondere auch ein verbessertes Beschleunigungsvermögen ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei einem Vergaser der eingangs beschriebenen Galtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine exzentrisch gelagerte Hilfsluftklappe

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stromauf der Brennstoffdüse in dem dieser zugeordneten Ansaugkanal vorgesehen ist, die durch eine HilfsschlieQfeder gegen die Wirkung des Ansaugluftstroms in Schließrichlung 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 Unterdnicks 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 gleichzei- #, tig minimalem Kohienoxidgehalt im Auspuffgas sowie insbesondere auch ein gutes Beschleunigungsvermögen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Vergasers ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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

Fig. 1 einen Vcrtikalschnitt 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 Fig. 1 und 2 dargestellte Vergaser besieht aus drei Hauptteilcn, nämlich einem Mittelstück I. in r, dem sich ein Ansaugkanal 16. ein Ansaugkanal 1;/ und ein Schwimmergefäß Ic befinden: einem Oberteil 2 mit einem dem Ansaugkanal 16 und dem Ansaugkanal la gemeinsamen luftführenden Abschnitt 2a. sowie einer Abdeckung 26 für das Schwimmergefäß Ic und schließlich einem Unterteil 3. welches an der Motorzuleitung angebracht ist.

Im Ansaugkanal I b sitzt auf einer Drehachse 56 eine Hauptdrossclklappc 4b, »velche über ein Gestänge 66 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 4ύ verbunden ist. auf. Im Ansaugkanal la sitzt auf einer Drehachse 5.7 eine in Hauptdrossclkiappc 4a, welche über ein Gestänge 6;/ beispielsweise mit dem Gaspedal verbunden ist. Außerdem ist zwischen der Hauptdrosselklappc 4a im Ansaugkanal la und der Hauptdrosselklappe 46 im Ansaugkanal 16 ein nur in einer Richtung wirkendes v> Verbindungselement 6c vorgesehen.

Der Kraftstoff wird durch eine Brennstoffdüse 20 mit Bohrungen 2Ua zur Verbesserung der Zerstäubung nur dem Ansaugkanal la zugeführt. Der Kraftstoff wird in eine Zerstäubungskammer Ic/ gesaugt, die mit dem bo 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, die in einem Schwimmernadelsitz 16 angeoidnct ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Zerstäubungskammer Ic/ eventuell mit einer Luftzufuhröffnung 22 versahen sein kann, welche mit einer Leitung verbunden ist, deren Einlaß entsprechende Mittel zur Regelung der Luftzufuhr zur Zerstäubungskammer Ic/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 11 bestimmt, deren konische Spitze Wa sich im Querschnitt 19a der Hauptdüse 19 befindet. Die Ventilnadel 11 sitzt gleitend, aber abgedichtet in einer in der Abdeckung 26 des Schwimniergefäßes Ic angebrachten Buchse 21. Der Kraftstoff wird dem Schwimmergefäß Ic über eine Lein. " 15 zugeführt, welche mittels einer Schraube 14 an der Abdeckung 26 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, 86 verbunden )■/. Die Luftklappe 7 wird durch eine Zuhaltungscinrichtiing 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 V^ntilnadel 11 entsprechend bewegt und damit wiederum deren konische Spitze 1 la im Querschnitt 19a der Hauptdüse 19. Eine Hilfsluftklappe 12 sitzt auf einer Achse 13 außermittig im Einlaß des Ansaugkanals la. Die Hilfsluftklappe 12 wird durch Zuhalt.cmittcl in ihrer geschlossenen Stellung gehalten. Bei dem in F i g. I und F i g. 2 dargestellten Beispiel setzt sich der Ansaugkanal la in einem Strömungsquerschnitt 36 fort, der im engsten Querschnitt einer im Kanal 3a unterhalb der Hauptdrosselklappe 46 angeordneten Venturidüse 26 mündet. Das aus der Brennstoffdüse 20 austretende Gemisch wird daher durch die Gasströmung hinter die Hauptdrosselklappcn 4a und 46 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 Ausfiilfrungsbcispiel wird das im Ansaugkanal la erzeugte Gemisch mit der durch den Ansaugkanal 16 hindurchgeströmten Luft gemischt, um danach den Motorzuleitungcn und den Zylindern zugeführt zu werden.

Wenn in der Zerstäubungskamrncr Ic/eine Öffnung 22 vorgesehen ist, kann der Leerlauf immer noch gewisse Probleme aufwerfcn, weil die Luftklappe 7 hierbei im Prinzip völlig geschlossen ist und die Leerlaufluft durch die Öffnung 22 eintritt. Wenn nun die Lecrla"?d^rehzahl verstellt werden soll, zeigt sich, daß das Gemisch nicht über den ganzen Leerlaufbereich konstant ist. Bei Luft .zufuhr durch die Öffnung 22 wächst nämlich der Unterdruck mit der Drehzahl. Da jedoch die Luftmenge weniger schnell als die Kraftstoffmenge durch die Hauptdüse 19 zunimmt, ändert sich das Kraftstoff-Luft-Geniisch mit der Leerlaufdrehzahl. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden und einen im wesentlichen konstanten Unterdruck für alle Lecrlaufdrehzahlen zwischen 500 und etwa 1000 U/min zu erhalten, ist in einer öffnung 7a der Luftklappe 7 ein Klappenventil 23 vorgesehen. Das Klappenventil 23 sitzt an einer einstellbaren 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 Lcerlaufbcreich 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 5«·/ der Hauptdrosselklappe 4a im Ansaugkanal la. wobei das Gestänge 6a durch ein Verbindungselement 6c' verlangen ist. welches an seinem linde ein Langloch 6(/besit/t. das auf einem mit dem Hebel 5t/ fest verbundenen Drehzapfen 5t' sitzt, wobei der Hebel 5t/wiederum an der Achse 56der Hauptdrosselklappe 4 ft im Ansaugkanal \b befestigt ist. Auf diese Weise führt eine Bewegung des Gestänges 6.7 nach rechts zu einer (")ffni»nir t\rr H:iiinlilm<;*;pllilanno 4:miii Ans:iiiirk;in:il \:i.

während das Verbindungselement Ac auf die Hauptdrosselklappe 4/) im Ansaugkanal I b keine Wirkung ausübt. Wenn jedoch durch Bewegung des Gestänges 6.7 nach links die Hauptdrosselklappe 4a geschlossen wird, so überträgt sich dieser Befehl für die Hauptdrosselklappe 4,7 auf clic I lauptdrossclklappc 4b. Auf diese Weise wird das Öffnen und Schließen der Hauptdrosselklappe 4a im Ansaugkanal la direkt vom Fahrer des Kraftwagens geregelt, während bei der Hauptdrosselklappe 4b im Ansaugkanal Ib 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. Ks ist übrigens sehr woh' möglich, die Haupldrossclklappe 4b im Ansaugkanal Ib schneller zu schließen als die Hauptdrosselklappe 4.7 im Ansaugkanal 1.7. wozu sie um einen größeren, beispielsweise doppelt so großen. Winkel gedreht wird als tue Haupldrossclklappe4a im Ansaugkanal la.

Die Achse 13 der llilfsliiftklappe 12 für den Ansaiigkanal laweist einen Hebel I3fc auf. der über eine Hilfsschlicßfcder 29 mit einer Regelschraube 37 verbunden ist. die in einem mit nicht dargestellten Zusatzmitteln versehenen tlcmcnt 30 sitzt und mit deren Hilfe die Spannung der Hilfsschließfeder 29 in Abhängigkeit von Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur der Luft verstellt werden kann. Mit Hilfe der Regelschraube 37 läßt sich die Spannung der Hilfsschließfeder 29 von Hand auf die gewünschte Leerlauf-Gemischanreichcrung einstellen. Da nämlich die Öffnung der Hilfsluftklappe 12 im Verhältnis rur öffnung der Hauptdrosselklappe 4a den Unterdruck zwischen den beiden Drosselklappen 12 und 4a bestimmt und dieser Unterdruck wiederum ilic durch die Hauptdüsc 19 hindurchtretcndc 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 Gemischanreicherung beeinflußt werden.

F.s sei bemerkt, daß ein Vergaser der beschriebenen Art über den größten Teil der Arbeilskurve des Motors eine Umstellung des Mischungsverhältnisses erlaubt, bei dem die Menge an unvcrbranntem Kraftstoff und Kohlenmonoxid minimal ist. Heim 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 Glcichgeu. irhl wiiUniul nähert An«, (lirvi'iii Grund«* isl pin«·

ι kinematische Verbindung zur Bewegung der Luftklappe 7 mit einem Gestänge 27 vorgesehen, das an seinem einen l'nde 27,7 mit dem Hebel 8cdrchbar verbunden ist. wobei das Gestänge 27 mit seinem anderen Lndc frei in einem Loch im Drehzapfen 5t· gleiten kann. Wenn sich

> daher Hauptdrosselklappe 4b und Luftklappe 7 gleichzeitig und parallel bewegen, bleibt die Lage des Mittelpunktes 27b des Gestänges 27 unverändert, da sich das ^f"-estänge 27 um diesen Mittelpunkt dreht, wobei sich das Gelenk 27a um die gleiche Strecke nach

¹ links bewegt, wie der Drehzapfen 5c mit dem anderen finde 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

ι Gelenks 27;) nach links als für das andere F.ndc des Gestänges 27 mit dem Drehzapfen 5c nach rechts, wodurch sich der Mittelpunkt 27b ebenfalls nach rechts bewegt und damit auch die über den Hebel 13a mit der Achse 13 der Hilfsluftklappe 12 verbundene Schlicßfc-

i 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 4,7 und der Hilfsluftklappe 12 ansteigt, wobei diese Gemischanreicherung in dem Umfang zurückgeht, wie die Drosselklappe 7 die Bewegung der Hauptdrosselklappe 4b nachholt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß eine exzentrisch gelagerte Hilfsluftklappe (12) stromauf der Brennstoffdüse (20) in dem dieser zugeordneten Ansaugkanai (\a) vorgesehen ist. die durch eine Hiifsscnließfedcr (29) gegen die Wirkung des Ansaugluftstroms in Schließrichtung belastet ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschließfeder (29) der Hilfsluftklappe (12) und die Schließfeder (28) der Luftklappe (7) derart unterschiedlich in ^:hrcr Vorspannung eingestellt sind, daß oberhalb der Hauptdrosselklappe (4a) im Ansaugkanal (\;i) ein etwas größerer Unterdruck erzeugt wird als oberhalb der Hauptdrosselklappc(4ft^ini Ansaugkanal(Xb).

3. Vergaser nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsi-hlicßfedcr (29) der Hilfsiuftklappe (12) manuelle oder automatische Hinrichtungen (37) zur Verstellun -" ihrer Einstellung

aufweist, durch welche sowohl die i.cerlauf-Gemischanreicherung einstellbar und die Gemischanreicherung im Laslbcirieb 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 Hilfsluftklappc(12)angrcift und mit ihrem anderen Kndc mit dem Gestänge (27) verbunden ist. das mit seinem einen Ende (2Tu) mit einem Hebel (Sc) in drehbarer Verbindung steht, welcher auf der Drehachse (8) der Luftklappe (7) fest angeordnet ist. und mit seinem anderen Ende (5c) der Bewegung eines mit der Drehachse (5b) der Haupidrossclklappe (4b) im Ansaugkanal (Infest verbundenen I lebeis (5c)folgt, wobei die Bewegungen der beiden Finden derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich bei einer parallelen Bewegung von Hauptdrossclklappc (4b) und Luftklappe (7) der Angriffspunkt (27b) der Schließfeder (28) am Gestänge (27) nicht bewegt, während sich bei einer vorangegangenen Bewegung der Hauptdrossclklappc (4ύ/relativ zu der Luftklappe (7) der Angriffspunkt (27/^dcrart bewegt, daß die Einstellung der Schließfeder (28) in Richtung auf eine größere Gemischanreicherung verändert wird.

5. Vergaser nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftklappe (7) ein einstellbares Klappenventil (23) angeordnet ist, welches einen l.ufidurehlritt durch die Luftklappe (7) auch in ihrer voll gescnlossenen Stellung ermöglicht.

6. Vergaser nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquer-

schnitt [3b) stromab der Hauptdrosselklappe (4a)\m Ansaugkanal (Xn) im engsten Querschnitt einer Venturidüse (26) mündet, welche stromab der Hauptdrosseiklappe (4b)des Ansaugkanals (Ib)und zumindest im wesentlichen in der Achse dieses angeordnet ist.

7. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hauptdrosselklappe (4a) im Ansaugkanal (Xa) und der Hauptdrosselklappe (4b)\m Ansaugkanal (Xb)nur in einer Richtung wirkende Verbindungselemente (6c, 6d) vorgesehen sind, durch die die Hauptdrosselklappe (4b) im Ansaugkanal (Xb) synchron mit der Hauptdrosselklappe (4a) im Ansaugkanal (la,/ schließbar ist, wobei die Schließung der Hauptdrosselklappe (4b)im Ansaugkanal (Xb) schneller erfolgt als die der Hauptdrosselklappe (4a) im Ansaugkanal (IaJl